ES2739082T3 - In vitro differentiation of pluripotent stem cells to pancreatic endodermal cells (PEC) and endocrine cells - Google Patents

In vitro differentiation of pluripotent stem cells to pancreatic endodermal cells (PEC) and endocrine cells Download PDF

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Abstract

Un método para producir una célula beta inmadura humana unipotente que comprende: poner en contacto células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con un miembro de la superfamilia de TGFß y un miembro de la familia de Wnt, produciendo así una célula beta inmadura humana unipotente.A method of producing an unipotent human immature beta cell comprising: contacting cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a member of the TGFβ superfamily and a member of the Wnt family, thus producing a unipotent human immature beta cell.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Diferenciación in vitro de células madre pluripotentes a células endodérmicas pancreáticas (PEC) y células endocrinas In vitro differentiation of pluripotent stem cells to pancreatic endodermal cells (PEC) and endocrine cells

Campo de la invenciónField of the Invention

La presente invención se refiere, en general, al aislamiento, mantenimiento y uso de cultivos celulares. De manera más específica, se refiere a composiciones celulares y a métodos para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a cultivos de células endodérmicas pancreáticas (PEC) enriquecidas en una subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-), pero relativamente repleta de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). La memoria descriptiva también describe, por primera vez, composiciones celulares y métodos para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas que, tras la implantación en un mamífero, producen insulina en respuesta a la estimulación con glucosa in vivo. La memoria descriptiva también describe, composiciones celulares y métodos para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas que producen insulina in vitro. The present invention relates, in general, to the isolation, maintenance and use of cell cultures. More specifically, it refers to cell compositions and methods for differentiating pluripotent stem cells in vitro to cultures of pancreatic endodermal cells (PEC) enriched in a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-), but relatively replete with cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +). The specification also describes, for the first time, cellular compositions and methods for differentiating pluripotent stem cells in vitro to endocrine cells that, after implantation in a mammal, produce insulin in response to glucose stimulation in vivo. The specification also describes cell compositions and methods for differentiating pluripotent stem cells in vitro to endocrine cells that produce insulin in vitro.

AntecedentesBackground

El desarrollo de poblaciones expandidas de células p pancreáticas humanas que se pueden usar para el trasplante de células es un objetivo importante de la investigación de la diabetes. En los últimos años, la atención se ha centrado en el uso de células madre pluripotentes como una posible fuente renovable para las células p. Debido a la naturaleza compleja de la diferenciación endocrina pancreática, que, en la actualidad, aún no se ha dilucidado, la diferenciación de las células madre pluripotentes a células p maduras y funcionales no se ha logrado de manera eficaz in vitro. Hasta ahora, solo las células progenitoras, tales como las células del endodermo pancreático (PEC), se han trasplantado a roedores y, tras de 8 a 12 semanas, demuestran la función de las células p específicas del ser humano. Las poblaciones de células PEC comprenden al menos dos poblaciones de células: una subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-) y células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Se descubrió que, tras la implantación de PEC, es la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-) la que madura y forma las células p in vivo. El trasplante de poblaciones de células PEC requiere un largo tiempo de maduración in vivo (8-12 semanas) que puede acortarse o eliminarse si: (a) las poblaciones de PEC in vitro contienen más del tipo de células que madura en células p in vivo (es decir, células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (CHGA-)), (b) se logra la diferenciación terminal (célula p) in vitro; o (c) se identifica una población progenitora in vitro que se encuentra más lejos a lo largo de la vía de diferenciación que la que se usa actualmente, es decir, población de células de desarrollo avanzado.The development of expanded populations of human pancreatic p cells that can be used for cell transplantation is an important goal of diabetes research. In recent years, attention has focused on the use of pluripotent stem cells as a possible renewable source for p cells. Due to the complex nature of pancreatic endocrine differentiation, which, at present, has not yet been elucidated, the differentiation of pluripotent stem cells to mature and functional p cells has not been effectively achieved in vitro. Until now, only progenitor cells, such as pancreatic endoderm cells (PEC), have been transplanted to rodents and, after 8 to 12 weeks, demonstrate the function of human-specific p cells. The PEC cell populations comprise at least two cell populations: a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) and cells committed to the endocrine lineage (CHGA +). It was discovered that, after PEC implantation, it is the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) that matures and forms the p cells in vivo. Transplantation of PEC cell populations requires a long maturation time in vivo (8-12 weeks) that can be shortened or eliminated if: (a) PEC populations in vitro contain more than the type of cells that mature in p cells in vivo (ie, non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-)), (b) terminal differentiation (p cell) is achieved in vitro; or (c) an in vitro progenitor population is identified that is farther along the path of differentiation than is currently used, that is, an advanced cell population.

Aunque la presente solicitud no se limita a ninguna teoría, una posible explicación de por qué las células madre pluripotentes no maduran para convertirse en células p totalmente funcionales in vitro es que las células derivadas in vitro no tienen la misma expresión de marcadores en los mismos puntos de tiempo que durante el desarrollo pancreático in vivo de mamíferos. Por ejemplo, la expresión de NGN3 durante la diferenciación in vitro ocurre antes que en el desarrollo pancreático de mamíferos in vivo. De hecho, se ha observado que, en los protocolos tradicionales de diferenciación de 4 etapas, como se describe en las numerosas publicaciones y patentes del solicitante, las poblaciones de PEC expresan NGN3 y NKX2.2. Por lo tanto, la supresión o inhibición de la expresión de NGN3 hasta después de la expresión de la diferenciación de la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina copositiva PDX1 / NKX6.1 es una etapa importante para lograr la diferenciación in vitro de células madre pluripotentes a células p maduras y funcionales o la diferenciación de poblaciones de PEC que contienen más células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (CHGA-) que células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Although the present application is not limited to any theory, a possible explanation for why pluripotent stem cells do not mature to become fully functional p cells in vitro is that in vitro derived cells do not have the same expression of markers at the same points. of time than during the in vivo pancreatic development of mammals. For example, the expression of NGN3 during differentiation in vitro occurs earlier than in pancreatic development of mammals in vivo. In fact, it has been observed that, in traditional 4-stage differentiation protocols, as described in the applicant's numerous publications and patents, PEC populations express NGN3 and NKX2.2. Therefore, the suppression or inhibition of the expression of NGN3 until after the expression of the differentiation of the multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation PDX1 / NKX6.1 is an important step to achieve in vitro differentiation of pluripotent stem cells to mature and functional p cells or the differentiation of PEC populations that contain more non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-) than cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +).

La identificación de un protocolo que retrase la expresión de NGN3 y NKX2.2 no es evidente, porque el protocolo de diferenciación no debe interrumpir, y preferentemente aumenta, la formación de la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-) y debe minimizar la pérdida de células; o al menos mantener una masa celular adecuada y el rendimiento celular (es decir, microgramos, gramos, kilogramos de células).The identification of a protocol that delays the expression of NGN3 and NKX2.2 is not evident, because the differentiation protocol should not interrupt, and preferably increases, the formation of the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) and should minimize the cell loss; or at least maintain adequate cell mass and cell performance (i.e. micrograms, grams, kilograms of cells).

Además, ya que la expresión de NGN3 es necesaria para iniciar la diferenciación de las células endocrinas, potenciar la maduración de las células de los islotes y mantener la función de los islotes, la estimulación o inducción de la expresión de NGN3 en células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) es una etapa importante para lograr la diferenciación in vitro de células madre pluripotentes a células p maduras y funcionales.In addition, since the expression of NGN3 is necessary to initiate differentiation of endocrine cells, enhance the maturation of islet cells and maintain the function of islets, stimulation or induction of NGN3 expression in cells compromised with the Endocrine lineage (CHGA +) is an important stage to achieve in vitro differentiation from pluripotent stem cells to mature and functional p cells.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

La invención se define en las reivindicaciones adjuntas, con características preferidas y opcionales establecidas en las reivindicaciones dependientes. Se desvela un método in vitro para producir una población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 humanas. El método puede incluir poner en contacto una población celular que incluya células de linaje endodérmico definitivo con un factor de crecimiento de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt, generando así la población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1. El factor de crecimiento de la superfamilia de TGFp puede seleccionarse del grupo que consiste en Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11 y GDF-15. El método puede incluir además poner en contacto la población celular que incluye células de linaje endodérmico definitivo con una Heregulina. El factor de crecimiento de la superfamilia de TGFp puede ser Activina A. El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3a.The invention is defined in the appended claims, with preferred and optional features set forth in the dependent claims. An in vitro method for producing a cell population that includes human pancreatic endodermal cells in human PDX1 is disclosed. The method may include contacting a cell population that includes cells of definitive endodermal lineage with a growth factor of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family, thereby generating the cell population that includes PDX1 positive pancreatic endodermal cells. The TGFp superfamily growth factor can be selected from the group consisting of Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11 and GDF-15. The method can also include contacting the cell population that includes cells of definitive endodermal lineage with a Heregulin. The growth factor of the TGFp superfamily can be Activina A. The member of the Wnt family can be Wnt3a.

La población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 puede ponerse en contacto con al menos 25 ng/ml del miembro de la superfamilia de TGFp. En las realizaciones, la población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 se pone en contacto con al menos 50 ng/ml del factor de crecimiento de la superfamilia de TGFp. En las realizaciones, la población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 se pone en contacto con al menos 75 ng/ml del miembro de la superfamilia de TGFp. The cell population that includes PDX1 positive pancreatic endodermal cells can contact at least 25 ng / ml of the TGFp superfamily member. In embodiments, the cell population that includes PDX1-positive pancreatic endodermal cells is contacted with at least 50 ng / ml of the TGFp superfamily growth factor. In embodiments, the cell population that includes PDX1-positive pancreatic endodermal cells is contacted with at least 75 ng / ml of the TGFp superfamily member.

La población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 puede ponerse en contacto con al menos 25 ng/ml del miembro de la familia de Wnt. La población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 puede ponerse en contacto con al menos 50 ng/ml del miembro de la familia de Wnt. La población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 puede ponerse en contacto con al menos 75 ng/ml del miembro de la familia de Wnt.The cell population that includes PDX1 positive pancreatic endodermal cells can contact at least 25 ng / ml of the Wnt family member. The cell population that includes PDX1 positive pancreatic endodermal cells can contact at least 50 ng / ml of the Wnt family member. The cell population that includes PDX1 positive pancreatic endodermal cells can contact at least 75 ng / ml of the Wnt family member.

La población celular puede ponerse en contacto con 5-15 veces menos de Heregulina que cada uno de los miembros de la superfamilia de TGFp y el miembro de la familia de Wnt. Al menos aproximadamente el 50 % de dicha población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 puede ser células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1. Al menos aproximadamente el 60% de la población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 puede ser células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1. Al menos aproximadamente el 70 % de la población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 puede ser células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1. Al menos aproximadamente el 80 % de la población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 pueden ser células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1. Al menos aproximadamente el 90% de la población celular que incluye células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 pueden ser células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1. The cell population can contact 5-15 times less Heregulin than each of the TGFp superfamily members and the Wnt family member. At least about 50% of said cell population that includes PDX1-positive pancreatic endodermal cells may be PDX1-positive pancreatic endodermal cells. At least about 60% of the cell population that includes PDX1-positive pancreatic endodermal cells can be PDX1-positive pancreatic endodermal cells. At least about 70% of the cell population that includes PDX1-positive pancreatic endodermal cells can be PDX1-positive pancreatic endodermal cells. At least about 80% of the cell population that includes PDX1-positive pancreatic endodermal cells can be PDX1-positive pancreatic endodermal cells. At least about 90% of the cell population that includes PDX1-positive pancreatic endodermal cells can be PDX1-positive pancreatic endodermal cells.

Las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 pueden expresar además NKX6.1 y podrían no expresar sustancialmente NGN3. Las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 no necesitan expresar CHGA. Las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 pueden expresar además NKX6.1 y PFT1A y no necesitan expresar sustancialmente NGN3. Las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 pueden ser células multipotentes que pueden diferenciarse en células beta inmaduras unipotentes.PDX1-positive pancreatic endodermal cells may also express NKX6.1 and may not substantially express NGN3. PDX1 positive pancreatic endodermal cells do not need to express CHGA. PDX1 positive pancreatic endodermal cells can also express NKX6.1 and PFT1A and do not need to express substantially NGN3. PDX1-positive pancreatic endodermal cells can be multipotent cells that can differentiate into unipotent immature beta cells.

Se desvela un cultivo de células endodérmicas pancreáticas humanas que incluye una célula de linaje endodérmico definitivo, y un miembro de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt. El miembro de la superfamilia de TGFp puede seleccionarse del grupo que consiste en Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11 y GDF-15. El método puede incluir además poner en contacto la población celular que incluye células de linaje endodérmico definitivo con una Heregulina. El miembro de la superfamilia de TGFp puede ser Activina A. El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3a.A culture of human pancreatic endodermal cells is disclosed that includes a definitive endodermal lineage cell, and a member of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family. The TGFp superfamily member can be selected from the group consisting of Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11 and GDF-15. The method may also include contacting the cell population that includes cells of definitive endodermal lineage with a Heregulin. The TGFp superfamily member can be Activina A. The Wnt family member can be Wnt3a.

Se desvela una célula beta inmadura humana unipotente in vitro. La célula beta inmadura humana unipotente puede expresar INS y NKX6.1, y no necesita expresar sustancialmente NGN3. La célula beta inmadura humana unipotente puede ser capaz de diferenciarse a una célula beta madura. La diferenciación puede ser in vivo. La célula beta inmadura humana unipotente puede formar parte de una población celular. Al menos el 10 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 20 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 30 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 40 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 50 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 60 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 80 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 90 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 98 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. La célula beta inmadura humana puede ser solo hormonal. La célula humana unipotente puede expresar MAFB.An unipotent human immature beta cell is revealed in vitro. The unipotent human immature beta cell can express INS and NKX6.1, and does not need to substantially express NGN3. The unipotent human immature beta cell may be able to differentiate into a mature beta cell. Differentiation can be in vivo. The unipotent human immature beta cell can be part of a cell population. At least 10% of the cell population can be immature beta cells. At least 20% of the cell population can be immature beta cells. At least 30% of the cell population can be immature beta cells. At least 40% of the cell population can be immature beta cells. At least 50% of the cell population can be immature beta cells. At least 60% of the cell population can be immature beta cells. At least 80% of the cell population can be immature beta cells. At least 90% of the cell population can be immature beta cells. At least 98% of the cell population can be immature beta cells. The human immature beta cell can only be hormonal. The unipotent human cell can express MAFB.

Se desvela un método para producir una célula beta inmadura humana unipotente. El método puede incluir poner en contacto células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con un miembro de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt, generando así células beta inmaduras. La célula beta inmadura humana unipotente puede expresar INS, NKX6.1 y no necesita expresar sustancialmente NGN3. El miembro de la superfamilia de TGFp puede seleccionarse del grupo que consiste en Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDf 8, GDF-10, GDF-11 y GDF-15. El método puede incluir además poner en contacto las células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con una Heregulina. El miembro de la superfamilia de TGFp puede ser Activina A. El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3a. El miembro de la superfamilia de TGFp puede ser BMP.A method for producing an imipotent human immature beta cell is disclosed. The method may include contacting cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a member of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family, thereby generating immature beta cells. The unipotent human immature beta cell can express INS, NKX6.1 and does not need to express substantially NGN3. The TGFp superfamily member can be selected from the group consisting of Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDf 8, GDF-10, GDF-11 and GDF-15. The method may also include contacting the cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a Heregulin. The TGFp superfamily member can be Activina A. The Wnt family member can be Wnt3a. The member of the TGFp superfamily can be BMP.

El método puede incluir además poner en contacto las células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con nicotinamida, un ácido retinoico o análogo del ácido retinoico, un inhibidor de la rho quinasa o un inhibidor de la gamma secretasa. El ácido retinoico se puede seleccionar del grupo que consiste en ácido todo-trans-retinoico (RA), ácido 13-cis-retinoico (13-cis-RA) y ácido arotinoide (TTNPB). El ácido retinoico puede ser ácido retinoico todo-trans (RA). El ácido retinoico puede ser ácido 13-cis-retinoico (13-cis-RA). El ácido retinoico puede ser ácido arotinoide (TTNPB). El inhibidor de la rho quinasa puede seleccionarse del grupo que consiste en Y-27632, Fasudilo, H-1152P, Wf-536 e Y-30141. El inhibidor de la rho quinasa puede ser Y-27632.The method may further include contacting the cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with nicotinamide, a retinoic acid or retinoic acid analogue, a rho kinase inhibitor or a gamma secretase inhibitor. Retinoic acid can be selected from the group consisting of all-trans-retinoic acid (RA), 13-cis-retinoic acid (13-cis-RA) and arotinoid acid (TTNPB). Retinoic acid can be all-trans retinoic acid (RA). The retinoic acid may be 13-cis-retinoic acid (13-cis-RA). The retinoic acid can be arotinoid acid (TTNPB). The Rho kinase inhibitor can be selected from the group consisting of Y-27632, Fasudil, H-1152P, Wf-536 and Y-30141. The rho kinase inhibitor can be Y-27632.

El inhibidor de la gamma secretasa puede seleccionarse del grupo que consiste en inhibidor de la gamma secretasa I (GSI I), inhibidor de la gamma secretasa II (GSI II), inhibidor de la gamma secretasa III (GSI III), inhibidor de la gamma secretasa IV (GSI IV), inhibidor de la gamma secretasa V (GSI V), inhibidor de la gamma secretasa VI (GSI VI), inhibidor de la gamma secretasa VII (GSI VII), inhibidor de la gamma secretasa IX (GSI IX), (DAPT), inhibidor de la gamma secretasa XI (GSI XI), inhibidor de la gamma secretasa XII, (GSI XII), inhibidor de la gamma secretasa XIII (GSI XIII), inhibidor de la gamma secretasa XIV (GSI XIV), inhibidor de la gamma secretasa XVI (GSI XVI), inhibidor de la gamma secretasa XVII (GSI XVII), inhibidor de la gamma secretasa XIX (GSI XIX), inhibidor de la gamma secretasa XX (GSI XX), inhibidor de la gamma secretasa XXI (GSI XXI), inhibidor de la gamma40 secretasa I, inhibidor de la gamma40 secretasa II y RO4929097. El inhibidor de la gamma secretasa puede ser RO4929097. El inhibidor de la gamma secretasa puede ser GSI IV.The gamma secretase inhibitor may be selected from the group consisting of gamma secretase I (GSI I) inhibitor, gamma secretase II (GSI II) inhibitor, gamma secretase III (GSI III) inhibitor, gamma inhibitor secretase IV (GSI IV), gamma secretase V (GSI V) inhibitor, gamma secretase VI (GSI VI) inhibitor, gamma secretase VII (GSI VII) inhibitor, gamma secretase IX (GSI IX) inhibitor , (DAPT), gamma secretase XI inhibitor (GSI XI), gamma secretase XII inhibitor, (GSI XII), gamma secretase XIII inhibitor (GSI XIII), gamma secretase XIV inhibitor (GSI XIV), gamma secretase XVI (GSI XVI) inhibitor, gamma secretase XVII (GSI XVII) inhibitor, gamma secretase XIX (GSI XIX) inhibitor, gamma secretase XX (GSI XX) inhibitor, gamma secretase XXI inhibitor (GSI XXI), gamma40 secretase I inhibitor, gamma40 secretase II inhibitor and RO4929097. The gamma secretase inhibitor may be RO4929097. The gamma secretase inhibitor may be GSI IV.

Se desvela un método para producir células beta maduras in vivo. El método puede incluir, (a) poner en contacto células humanas del linaje endodérmico definitivo in vitro con un miembro de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt, generando así células beta inmaduras; (b) trasplantar las células beta inmaduras de la etapa (a) en un sujeto mamífero; y permitir que las células beta inmaduras se diferencien in vivo para producir una población de células que incluya células beta maduras. El método puede incluir además permitir que las células beta maduras produzcan insulina en respuesta a la estimulación con glucosa. El miembro de la superfamilia de TGFp puede seleccionarse del grupo que consiste en Nodal, Activina A y Activina B, GDF-8, GDF-11 y GDF-15. El método puede incluir además poner en contacto las células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con una Heregulina. El miembro de la superfamilia de TGFp puede ser Activina A. El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3a.A method for producing mature beta cells in vivo is disclosed . The method may include, (a) contacting human cells of the definitive endodermal lineage in vitro with a member of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family, thereby generating immature beta cells; (b) transplant the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject; and allow immature beta cells to differentiate in vivo to produce a population of cells that includes mature beta cells. The method may also include allowing mature beta cells to produce insulin in response to glucose stimulation. The TGFp superfamily member can be selected from the group consisting of Nodal, Activina A and Activina B, GDF-8, GDF-11 and GDF-15. The method may also include contacting the cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a Heregulin. The TGFp superfamily member can be Activina A. The Wnt family member can be Wnt3a.

Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 25 ng/ml del miembro de la superfamilia de TGFp. Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 5o ng/ml del miembro de la superfamilia de TGFp. Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 75 ng/ml del miembro de la superfamilia de TGFp.The cells of the definitive human endodermal lineage can contact at least 25 ng / ml of the TGFp superfamily member. The cells of the definitive human endodermal lineage may contact at least 5 ng / ml of the TGFp superfamily member. The cells of the definitive human endodermal lineage can contact at least 75 ng / ml of the TGFp superfamily member.

Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 25 ng/ml del miembro de la familia de Wnt. Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 50 ng/ml del miembro de la familia de Wnt. Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 75 ng/ml del miembro de la familia de Wnt.The cells of the definitive human endodermal lineage may contact at least 25 ng / ml of the Wnt family member. The cells of the definitive human endodermal lineage can contact at least 50 ng / ml of the Wnt family member. The cells of the definitive human endodermal lineage may contact at least 75 ng / ml of the Wnt family member.

Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con 5-15 veces menos de Heregulina que el miembro de la superfamilia de TGFp y el miembro de la familia de Wnt. Al menos el 10 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 20 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 30% de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 40% de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 50 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 60% de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 70% de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 80 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Al menos el 90 % de la población celular puede ser células beta inmaduras. Las células beta inmaduras pueden expresar INS y NKX6.1, y no necesitan expresar sustancialmente NGN3. Las células beta inmaduras pueden expresar INS, NKX6.1 y MAFB, y no necesitan expresar sustancialmente NGN3.The cells of the definitive human endodermal lineage may contact 5-15 times less Heregulin than the TGFp superfamily member and the Wnt family member. At least 10% of the cell population can be immature beta cells. At least 20% of the cell population can be immature beta cells. At least 30% of the cell population can be immature beta cells. At least 40% of the cell population can be immature beta cells. At least 50% of the cell population can be immature beta cells. At least 60% of the cell population can be immature beta cells. At least 70% of the cell population can be immature beta cells. At least 80% of the cell population can be immature beta cells. At least 90% of the cell population can be immature beta cells. Immature beta cells can express INS and NKX6.1, and do not need to express substantially NGN3. Immature beta cells can express INS, NKX6.1 and MAFB, and do not need to substantially express NGN3.

Se desvela una célula beta inmadura humana unipotente in vitro. La célula beta inmadura humana unipotente puede expresar INS y NKX6.1, y no necesita expresar sustancialmente NGN3. La célula beta inmadura humana unipotente puede ser capaz de madurar y convertirse en una célula beta madura.An unipotent human immature beta cell is revealed in vitro. The unipotent human immature beta cell can express INS and NKX6.1, and does not need to substantially express NGN3. The unipotent human immature beta cell may be able to mature and become a mature beta cell.

Se desvela un método para producir células beta maduras in vivo. El método incluye: a. poner en contacto células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con un miembro de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt, generando así células beta inmaduras; b. trasplantar las células beta inmaduras de la etapa (a) en un sujeto mamífero; y c. permitiendo que las células beta inmaduras maduren in vivo para producir una población de células que incluya células beta secretoras de insulina.A method for producing mature beta cells in vivo is disclosed . The method includes: a. contacting cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a member of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family, thereby generating immature beta cells; b. transplant the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject; and c. allowing immature beta cells to mature in vivo to produce a population of cells that include insulin-secreting beta cells.

Se desvela una célula beta inmadura humana unipotente que expresa INS y NKX6.1, y que no expresa sustancialmente NGN3. La célula beta inmadura humana unipotente puede ser capaz de madurar y convertirse en una célula beta madura. La célula beta inmadura humana unipotente puede expresar además MAFB.A unipotent human immature beta cell that expresses INS and NKX6.1 is disclosed, and that does not substantially express NGN3. The unipotent human immature beta cell may be able to mature and become a mature beta cell. The unipotent human immature beta cell can also express MAFB.

Se desvela una célula beta inmadura humana unipotente in vitro que expresa INS y NKX6.1, y que no expresa sustancialmente NGN3. La célula beta inmadura humana unipotente puede ser capaz de madurar y convertirse en una célula beta madura. La célula beta inmadura humana unipotente puede expresar además MAFB.A unipotent human immature beta cell is revealed in vitro that expresses INS and NKX6.1, and that does not substantially express NGN3. The unipotent human immature beta cell may be able to mature and become a mature beta cell. The unipotent human immature beta cell can also express MAFB.

Se desvela un método para producir una célula beta inmadura humana unipotente. El método incluye poner en contacto células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con un miembro de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt, produciendo así una célula beta inmadura humana unipotente. La célula beta inmadura humana unipotente puede expresar INS, NKX6.1 y no necesita expresar sustancialmente NGN3. El método puede incluir además poner en contacto las células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con una Heregulina. El miembro de la superfamilia de TGFp puede ser Activina A. El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3a.A method for producing an imipotent human immature beta cell is disclosed. The method includes contacting cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a member of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family, thus producing an unipotent human immature beta cell. The immature beta cell Unipotent human can express INS, NKX6.1 and need not substantially express NGN3. The method may also include contacting the cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a Heregulin. The TGFp superfamily member can be Activina A. The Wnt family member can be Wnt3a.

Se desvela un método para producir células beta maduras in vivo. El método incluye: a. poner en contacto células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con un miembro de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt, generando así células beta inmaduras; b. trasplantar las células beta inmaduras de la etapa (a) en un sujeto mamífero; y c. permitiendo que las células beta inmaduras maduren in vivo para producir una población de células que incluya células beta secretoras de insulina. El método puede incluir además poner en contacto las células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con una Heregulina. El miembro de la superfamilia de TGFp puede ser Activina A. El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3a. Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 50 ng/ml del miembro de la superfamilia de TGFp. Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con al menos 25 ng/ml del miembro de la familia de Wnt. Las células del linaje endodérmico definitivo humano pueden ponerse en contacto con 5-15 veces menos de Heregulina que el miembro de la superfamilia de TGFp y el miembro de la familia de Wnt. Las células beta inmaduras pueden expresar INS y NKX6.1, y no necesitan expresar sustancialmente NGN3. Las células beta inmaduras pueden expresar iNs, NKX6.1 y MAFB, y no necesitan expresar sustancialmente NGN3.A method for producing mature beta cells in vivo is disclosed . The method includes: a. contacting cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a member of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family, thereby generating immature beta cells; b. transplant the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject; and c. allowing immature beta cells to mature in vivo to produce a population of cells that include insulin-secreting beta cells. The method may also include contacting the cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a Heregulin. The TGFp superfamily member can be Activina A. The Wnt family member can be Wnt3a. The cells of the definitive human endodermal lineage may contact at least 50 ng / ml of the TGFp superfamily member. The cells of the definitive human endodermal lineage may contact at least 25 ng / ml of the Wnt family member. The cells of the definitive human endodermal lineage may contact 5-15 times less Heregulin than the TGFp superfamily member and the Wnt family member. Immature beta cells can express INS and NKX6.1, and do not need to express substantially NGN3. Immature beta cells can express iNs, NKX6.1 and MAFB, and do not need to express substantially NGN3.

Se desvelan una composición y un método para diferenciar células madre pluripotentes o células precursoras derivadas de células madre pluripotentes a poblaciones endocrinas y no endocrinas. Las células endocrinas pueden expresar al menos CHGA (o CHGa ), y las no endocrinas no necesitan expresar CHGA (o CHGA-). Estas poblaciones de células pueden denominarse subpoblaciones endocrinas (CHGA+) y no endocrinas (CHGA-), o simplemente subpoblaciones CHGA+ o CHGA-, o simplemente subpoblaciones endocrinas y no endocrinas. Estas subpoblaciones endocrinas y no endocrinas pueden ser subpoblaciones progenitoras/precursoras multipotentes, tales como subpoblaciones progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas o subpoblaciones progenitoras pancreáticas multipotentes endocrinas; o pueden ser subpoblaciones unipotentes, tales como células endocrinas inmaduras, preferentemente, células beta inmaduras, células de glucagón inmaduras y similares.A composition and method for differentiating pluripotent stem cells or precursor cells derived from pluripotent stem cells to endocrine and non-endocrine populations are disclosed. Endocrine cells can express at least CHGA (or CHGa), and non-endocrine cells do not need to express CHGA (or CHGA-). These cell populations may be referred to as endocrine (CHGA +) and non-endocrine (CHGA-) subpopulations, or simply CHGA + or CHGA- subpopulations, or simply endocrine and non-endocrine subpopulations. These endocrine and non-endocrine subpopulations may be multipotent progenitor / precursor subpopulations, such as non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations or endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations; or they may be unipotent subpopulations, such as immature endocrine cells, preferably immature beta cells, immature glucagon cells and the like.

Se desvelan una composición y un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a cultivos de células endodérmicas pancreáticas (PEC) que comprenden subpoblaciones tanto endocrinas como no endocrinas, en las que se suprime la expresión de NGN3. La expresión de NKX2.2 también se puede suprimir en el cultivo de PEC. La expresión de CHGA también se puede suprimir en el cultivo de PEC. La expresión de PDX1 y NKX6.1 se puede expresar simultáneamente en una sola célula en el cultivo de PEC. Menos del 50 %, preferentemente menos del 40 %, 30 %, más preferentemente menos del 20 %, 10 %, 5 %, 2 %, 1 % de las células del cultivo de PEC puede expresar NGN3, NKX2.2 o CHGA. El cultivo de PEC puede ester enriquecido en la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-). El cultivo de PEC puede expresar marcadores (PDX1 y/o NKX6.1) para la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-). El cultivo de PEC con abundante subpoblación progenitora multipotente no endocrina (CHGA-) se puede implantar en un hospedador mamífero, madurando del injerto y produciendo insulina in vivo en respuesta a la glucosa. El cultivo de PEC con abundante subpoblación progenitora pancreática no endocrina multipotente (CHGA-) puede madurar in vivo a una velocidad más rápida que los cultivos PEC sin una subpoblación progenitora multipotente no endocrina abundante (CHGA-). El cultivo de PEC implantado con una subpoblación progenitora multipotente no endocrina (CHGA-) abundante puede tener al menos una mejora del doble de la función in vivo medida mediante la producción de péptido C (insulina) en respuesta a la estimulación con glucosa aproximadamente 10 semanas o aproximadamente 12 semanas después del implante que los cultivos de PEC implantados sin una subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina abundante (CHGA).A composition and method for differentiating pluripotent stem cells in vitro are revealed to pancreatic endodermal cell cultures (PEC) comprising both endocrine and non-endocrine subpopulations, in which NGN3 expression is suppressed. The expression of NKX2.2 can also be suppressed in the PEC culture. CHGA expression can also be suppressed in PEC culture. The expression of PDX1 and NKX6.1 can be expressed simultaneously in a single cell in the PEC culture. Less than 50%, preferably less than 40%, 30%, more preferably less than 20%, 10%, 5%, 2%, 1% of PEC culture cells can express NGN3, NKX2.2 or CHGA. The PEC culture can be enriched in the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-). PEC culture can express markers (PDX1 and / or NKX6.1) for multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-). PEC culture with abundant multipotent non-endocrine progenitor subpopulation (CHGA-) can be implanted in a mammalian host, maturing the graft and producing insulin in vivo in response to glucose. PEC culture with abundant multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) can mature in vivo at a faster rate than PEC cultures without an abundant non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-). The culture of PEC implanted with an abundant non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-) can have at least an improvement of twice in vivo function measured by the production of peptide C (insulin) in response to glucose stimulation approximately 10 weeks or approximately 12 weeks after implantation than implanted PEC cultures without a multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA).

Se desvelan una composición y un método para diferenciar células madre pluripotentes humanas in vitro, en las que la expresión de genes típicos de la diferenciación y del desarrollo endocrinos, tales como NGN3 y NKX2.2, se suprimen hasta después de la producción de células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (expresión simultánea de CHGA y PDX1/NKX6.1).A composition and a method for differentiating human pluripotent stem cells in vitro are disclosed , in which the expression of typical endocrine differentiation and development genes, such as NGN3 and NKX2.2, is suppressed until after the production of progenitor cells. non-endocrine multipotent pancreatic (simultaneous expression of CHGA and PDX1 / NKX6.1).

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a los cultivos de PEC que comprende las etapas de: (a) obtener una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1; (b) poner en contacto la población celular de la etapa (a) con un agente que active un miembro de la familia de receptores de TGFp, generando así un cultivo celular que comprenda PEC, en el que las PEC no expresen sustancialmente un marcador seleccionado del grupo que comprende CHGA, NGN3 o NKX2.2. Las PEC pueden comprender una subpoblación de células que expresan simultáneamente PDX1 y NKX6.1. Las PEC pueden comprender una subpoblación de células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (CHGA-). El agente que activa un miembro de la familia de receptores de TGFp puede seleccionarse del grupo que consiste en Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, g Df -11, GDF-15 y una mezcla de los mismos. La Activina A se puede añadir a 100 ng/ml, 75 ng/ml, 50 ng/ml, 25 ng/ml o 10 ng/ml en la fase 3; y 15 ng/ml, 10 ng/ml o 5 ng/ml en la fase 4. El cultivo de PEC formado mediante la adición de Activina A a una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1 puede tener al menos una mejora del doble de la función in vivo medida mediante la producción de péptido C (insulina) en respuesta a la estimulación con glucosa que los cultivos de PEC sin una subpoblación progenitora multipotente no endocrina (CHGA-) abundante. A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to PEC cultures is disclosed, comprising the steps of: (a) obtaining a population of endodermal cells from the upper digestive tract negative in PDX1; (b) contacting the cell population of step (a) with an agent that activates a member of the TGFp receptor family, thereby generating a cell culture comprising PEC, in which the PECs do not substantially express a selected marker of the group comprising CHGA, NGN3 or NKX2.2. PECs may comprise a subpopulation of cells that simultaneously express PDX1 and NKX6.1. PECs may comprise a subpopulation of non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-). The agent that activates a member of the TGFp receptor family can be selected from the group consisting of Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, g Df -11, GDF-15 and a mixture of the same. Activin A can be added at 100 ng / ml, 75 ng / ml, 50 ng / ml, 25 ng / ml or 10 ng / ml in phase 3; and 15 ng / ml, 10 ng / ml or 5 ng / ml in phase 4. The culture of PEC formed by adding Activin A to a population of endodermal cells of the upper digestive tract negative in PDX1 may have at least one improvement. Twice the in vivo function measured by the production of C-peptide (insulin) in response to glucose stimulation than PEC cultures without an abundant non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-).

El cultivo de PEC con una subpoblación progenitora pancreáticas multipotente no endocrina (CHGA-) puede tener al menos una mejora del doble de la función in vivo medida mediante la producción de insulina en respuesta a la estimulación con glucosa que los cultivos de células PEC sin subpoblaciones progenitoras multipotentes no endocrinas (CHGA-) abundantes.PEC culture with a multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) may have at least twice the improvement in function measured in vivo by insulin production in response to glucose stimulation than PEC cell cultures without subpopulations. multipotent non-endocrine progenitors (CHGA-) abundant.

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a una población celular que comprende PEC que comprende las etapas de: (a) obtener una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1; (b) poner en contacto a población celular de la etapa (a) con un agente que active un miembro de la familia de receptores de TGFp, generando así una población de p Ec , en el que la población de PEC no expresa sustancialmente un marcador seleccionado del grupo que comprende CHGA, NGN3 o NKX2.2. La población de PEC puede comprender células que expresen simultáneamente PDX1 y NKX6.1. La población de PEC puede comprender células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (CHGA-). El agente que activa un miembro de la familia de receptores de TGFp puede seleccionarse del grupo que consiste en Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11, GDF-15 y una mezcla de los mismos. El agente que activa un miembro de la familia de receptores de TGFp puede ser Activina A. La Activina A se puede añadir a 100 ng/ml, 75 ng/ml, 50 ng/ml, 25 ng/ml o 10 ng/ml en la fase 3; y 15 ng/ml, 10 ng/ml o 5 ng/ml en la fase 4. El ligando de la familia de EGF puede seleccionarse del grupo que comprende Heregulina (también conocida como Neuregulina1 (NRG1)), Neuregulina2 (NRG2), Neuregulina3 (NRG3), Neuregulina4 (NRG4), EGF (factor de crecimiento epidérmico) y betacelulina. La Heregulina se puede añadir a 2 ng/ml, 5 ng/ml, 10 ng/ml, 20 ng/ml, 15 ng/ml, 30 ng/ml, 40 ng/ml, 50 ng/ml, 60 ng/ml, 70 ng/ml u 80 ng/ml. El cultivo de PEC formado mediante la adición de Activina A y Heregulina a una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1 puede tener al menos una mejora del doble de la función in vivo medida mediante la producción de péptido C (insulina) en respuesta a la estimulación con glucosa que los cultivos de PEC sin subpoblaciones progenitoras multipotentes no endocrinas (CHGA-) abundantes.A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro is revealed to a cell population comprising PEC comprising the steps of: (a) obtaining a population of endodermal cells from the upper digestive tract negative in PDX1; (b) contacting the cellular population of step (a) with an agent that activates a member of the TGFp receptor family, thereby generating a population of p Ec, in which the PEC population does not substantially express a marker selected from the group comprising CHGA, NGN3 or NKX2.2. The PEC population may comprise cells that simultaneously express PDX1 and NKX6.1. The PEC population may comprise non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-). The agent that activates a member of the TGFp receptor family can be selected from the group consisting of Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11, GDF-15 and a mixture of same. The agent that activates a member of the TGFp receptor family can be Activin A. Activin A can be added at 100 ng / ml, 75 ng / ml, 50 ng / ml, 25 ng / ml or 10 ng / ml in phase 3; and 15 ng / ml, 10 ng / ml or 5 ng / ml in phase 4. The ligand of the EGF family can be selected from the group comprising Heregulin (also known as Neuregulin1 (NRG1)), Neuregulin2 (NRG2), Neuregulin3 (NRG3), Neuregulin4 (NRG4), EGF (epidermal growth factor) and betacellulin. Heregulin can be added at 2 ng / ml, 5 ng / ml, 10 ng / ml, 20 ng / ml, 15 ng / ml, 30 ng / ml, 40 ng / ml, 50 ng / ml, 60 ng / ml , 70 ng / ml or 80 ng / ml. The culture of PEC formed by the addition of Activin A and Heregulin to a population of upper endodermal negative digestive cells in PDX1 can have at least an improvement of twice in vivo function measured by the production of C (insulin) peptide in Response to glucose stimulation than PEC cultures without abundant non-endocrine multipotent progenitor subpopulations (CHGA-).

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a un cultivo celular que comprende PEC que comprende las etapas de: (a) obtener una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1; (b) poner en contacto la población celular de la etapa (a) con al menos un agente que active un miembro de la familia de receptores de TGFp, un ligando de la familia de EGF o un agente que active una vía de señalización de Wnt, solo o en combinación, generando así un cultivo celular que comprenda p Ec , en el que las PEC no expresan sustancialmente un marcador seleccionado del grupo que comprende CHGA, NGN3 o NKX2.2. El cultivo de PEC puede comprender células que expresen simultáneamente PDX1 y NKX6.1. El cultivo de células PEC puede comprender una subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-). El agente que activa un miembro de la familia de receptores de TGFp puede seleccionarse del grupo que consiste en Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, g Df -11, GDF-15 y una mezcla de los mismos. El agente que activa un miembro de la familia de receptores de TGFp puede ser Activina A. Un agente que activa una vía de señalización de Wnt puede ser un miembro de la familia de Wnt seleccionado del grupo que comprende WNT1, WNT2, WNT2B, WNT3, WNT3A, WNT4, WNT5A, WNT5B, WNT6, WNT7A, WNT7B, WNT8A, WNT8B, WNT9A, WNT9B, WNT10A, WNT10B, WNT11, WNT16 y Wnt3A. El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3A. La Activina A se puede añadir a 100 ng/ml, 75 ng/ml, 50 ng/ml, 25 ng/ml o 10 ng/ml en la fase 3; y 15 ng/ml, 10 ng/ml o 5 ng/ml en la fase 4. La Heregulina se puede añadir a 2 ng/ml, 5 ng/ml, 10 ng/ml, 20 ng/ml, 15 ng/ml, 30 ng/ml, 40 ng/ml, 50 ng/ml, 60 ng/ml, 70 ng/ml u 80 ng/ml. WNT se puede añadir a 5 ng/ml, 25 ng/ml, 50 ng/ml a 75 ng/ml, más preferentemente a 50 ng/ml. A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to a cell culture comprising PEC is disclosed, comprising the steps of: (a) obtaining a population of endodermal cells from the upper digestive tract negative in PDX1; (b) contacting the cellular population of step (a) with at least one agent that activates a member of the TGFp receptor family, a ligand of the EGF family or an agent that activates a Wnt signaling pathway , alone or in combination, thus generating a cell culture comprising p Ec, in which the PECs do not substantially express a marker selected from the group comprising CHGA, NGN3 or NKX2.2. The PEC culture may comprise cells that simultaneously express PDX1 and NKX6.1. The PEC cell culture may comprise a multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-). The agent that activates a member of the TGFp receptor family can be selected from the group consisting of Nodal, Activina A, Activina B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, g Df -11, GDF-15 and a mixture of the same. The agent that activates a member of the TGFp receptor family may be Activin A. An agent that activates a Wnt signaling pathway may be a member of the Wnt family selected from the group comprising WNT1, WNT2, WNT2B, WNT3, WNT3A, WNT4, WNT5A, WNT5B, WNT6, WNT7A, WNT7B, WNT8A, WNT8B, WNT9A, WNT9B, WNT10A, WNT10B, WNT11, WNT16 and Wnt3A. The Wnt family member can be Wnt3A. Activin A can be added at 100 ng / ml, 75 ng / ml, 50 ng / ml, 25 ng / ml or 10 ng / ml in phase 3; and 15 ng / ml, 10 ng / ml or 5 ng / ml in phase 4. Heregulin can be added at 2 ng / ml, 5 ng / ml, 10 ng / ml, 20 ng / ml, 15 ng / ml , 30 ng / ml, 40 ng / ml, 50 ng / ml, 60 ng / ml, 70 ng / ml or 80 ng / ml. WNT can be added at 5 ng / ml, 25 ng / ml, 50 ng / ml at 75 ng / ml, more preferably at 50 ng / ml.

La Activina A se puede añadir sola o combinada con WNT en la fase 3. La Activina A se puede añadir con WNT o WNT y Heregulina en la fase 3. La Activina A se puede añadir sola o combinada con Heregulina en la fase 4.Activin A can be added alone or in combination with WNT in phase 3. Activin A can be added with WNT or WNT and Heregulin in phase 3. Activin A can be added alone or in combination with Heregulin in phase 4.

Más del 10 %, preferentemente más del 20 %, 30 %, 40 % y más preferentemente más del 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 100 % de las células de la población celular puede ser la subpoblación progenitora multipotente no endocrina (CHGA-). El cultivo de células de PEC formado mediante la adición de Activina A, Heregulina y WNT a una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativa en PDX1 puede tener al menos una mejora del doble de la función in vivo medida mediante la producción de insulina en respuesta a la estimulación con glucosa que los cultivos de células PEC sin una subpoblación progenitora multipotente no endocrina (CHGA-) abundante.More than 10%, preferably more than 20%, 30%, 40% and more preferably more than 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% or 100% of the population cells Cellular may be the non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-). The culture of PEC cells formed by the addition of Activin A, Heregulin and WNT to a population of endodermal cells of the upper negative digestive tract in PDX1 can have at least an improvement of twice in vivo function measured by the production of insulin in response to glucose stimulation than PEC cell cultures without a multipotent non-endocrine progenitor subpopulation (CHGA-) abundant.

Se desvelan una composición y un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a cultivos de PEC que comprenden células mínimas comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Las células comprometidas con el linaje endocrino pueden caracterizarse por la expresión de CHGA. Menos del 50 %, preferentemente menos del 40 %, 30 %, más preferentemente menos del 20 %, 10 %, 5 %, 2 %, 1 % de las células del cultivo de PEC pueden ser células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+).A composition and method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to PEC cultures comprising minimal cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +) are disclosed. Cells compromised with the endocrine lineage can be characterized by CHGA expression. Less than 50%, preferably less than 40%, 30%, more preferably less than 20%, 10%, 5%, 2%, 1% of the cells of the PEC culture may be cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +) .

Se desvelan una composición y un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro esencialmente a cultivos de PEC y para diferenciar además el cultivo de PEC a células endocrinas in vitro. Las células endocrinas pueden expresar CHGA. Las células endocrinas pueden producir insulina in vitro. Las células secretoras de insulina endocrinas in vitro pueden producir insulina en respuesta a la estimulación con glucosa. Más del 10%, preferentemente más del 20 %, 30 %, 40 % y más preferentemente más del 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 100 % de las células de la población de células puede ser células endocrinas. A composition and method for differentiating pluripotent stem cells in vitro are essentially disclosed to PEC cultures and to further differentiate the culture of PEC to endocrine cells in vitro. Endocrine cells can express CHGA. Endocrine cells can produce insulin in vitro. Endocrine insulin secreting cells in vitro can produce insulin in response to glucose stimulation. More than 10%, preferably more than 20%, 30%, 40% and more preferably more than 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% or 100% of the population cells of cells can be endocrine cells.

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas que comprenden las etapas de: (a) obtener una población celular que comprenda PEC; (b) poner en contacto la población celular de la etapa (a) con factores de crecimiento seleccionados del grupo que consiste en una proteína morfogenética ósea (BMP), un inhibidor de proteína hedgehog, factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), miembro de la familia de factores de crecimiento de fibroblastos, un retinoide, factor de crecimiento de insulina 1 y 2 (IGF1 e IGF2) y nicotinamida, generándose así células endocrinas. Las células endocrinas pueden expresar CHGA. Las células endocrinas pueden ser células beta inmaduras productoras de insulina in vitro. Las células endocrinas pueden cargarse en un dispositivo de encapsulación semipermeable implantable, madurar y ser capaces de producir insulina en respuesta a la estimulación con glucosa in vivo. Más del 10 %, preferentemente más del 20 %, 30 %, 40 % y más preferentemente más del 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 100 % de las células de la población celular pueden ser células endocrinas. SSH se puede añadir a de 10 g/ml a 100 ng/ml. PDGF se puede añadir a de 10 ng/ml a 100 ng/ml. BMP se puede añadir a de 10 g/ml a 20 ng/ml. FGF2 se puede añadir a de 2 ng/ml a 20 ng/ml. IGF1 o IGF2 se pueden añadir a de 25 ng/ml a 100 ng/ml. Los compuestos anteriores se pueden añadir en combinación entre sí. El miembro de la familia de factores de crecimiento de fibroblastos puede ser FGF2. El retinoide puede ser ácido retinoico y/o análogos del ácido retinoico, tales como TTNPB o TT3, factor de crecimiento de tipo insulina I (IGF-I o IGF1) y -II (IGF-II o IGF2). La proteína morfogenética ósea puede ser BMP4. El inhibidor de la proteína hedgehog puede ser una Hedgehog sónica, KAAD-ciclopamina, análogos de KAAD-ciclopamina, jervine, análogos de jervine, anticuerpos que bloquean la vía de hedgehog y cualquier otro inhibidor de la función de la vía de hedgehog conocido por los expertos en la materia.A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to endocrine cells comprising the steps of: (a) obtaining a cell population comprising PEC is disclosed; (b) contacting the cell population of stage (a) with growth factors selected from the group consisting of a bone morphogenetic protein (BMP), a hedgehog protein inhibitor, platelet-derived growth factor (PDGF), member of the family of fibroblast growth factors, a retinoid, insulin growth factor 1 and 2 (IGF1 and IGF2) and nicotinamide, thus generating endocrine cells. Endocrine cells can express CHGA. Endocrine cells can be immature insulin producing beta cells in vitro. Endocrine cells can be loaded into an implantable semipermeable encapsulation device, mature and be able to produce insulin in response to glucose stimulation in vivo. More than 10%, preferably more than 20%, 30%, 40% and more preferably more than 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% or 100% of the population cells Cell can be endocrine cells. SSH can be added at 10 g / ml to 100 ng / ml. PDGF can be added at 10 ng / ml to 100 ng / ml. BMP can be added at 10 g / ml to 20 ng / ml. FGF2 can be added at 2 ng / ml to 20 ng / ml. IGF1 or IGF2 can be added at 25 ng / ml to 100 ng / ml. The above compounds can be added in combination with each other. The member of the family of fibroblast growth factors can be FGF2. The retinoid can be retinoic acid and / or retinoic acid analogs, such as TTNPB or TT3, insulin-like growth factor I (IGF-I or IGF1) and -II (IGF-II or IGF2). The bone morphogenetic protein can be BMP4. The hedgehog protein inhibitor can be a sonic Hedgehog, KAAD-cyclopamine, KAAD-cyclopamine analogs, jervine, jervine analogs, antibodies that block the hedgehog pathway and any other hedgehog pathway function inhibitor known to the subject matter experts.

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas que comprenden las etapas de: (a) obtener una población celular que comprenda PEC; (b) poner en contacto la población celular de la etapa (a) con un inhibidor de la gamma secretasa, formando así células endocrinas in vitro. Las células endocrinas pueden expresar CHGA. Las células endocrinas pueden ser células beta inmaduras productoras de insulina in vitro. Las células endocrinas pueden ser células secretoras de insulina que producen insulina en respuesta a la estimulación con glucosa in vitro. Las células endocrinas pueden cargarse en un dispositivo de encapsulación semipermeable implantable, madurar y ser capaces de producir insulina en respuesta a la estimulación con glucosa in vivo. El inhibidor de la gamma secretasa puede seleccionarse del grupo que comprende éster t-butílico de W-[A/-(3,5-diflurofenacetil-L-alanil)]-S-fenilglicina (DAPT), RO44929097, 1-(S)-endo-N-(1,3,3)-Trimetilbiciclo[2.2.1]hept-2-il)-4-fluorofenilsulfonamida, WPE-III31C, S-3-[W’-(3,5-difluorofenil-alfa-hidroxiacetil)-L-alanilil]amino-2,3-dihidro-1-metil-5-fenil-1H-1,4-benzodiazepin-2-ona, (A/)-[(S)-2-hidroxi-3-metilbutiril]-1-(L-alaninil)-(S)-1-amino-3-metil-4,5,6,7-tetrahidro-2H-3-benzazepin-2-ona, BMS-708163 (Avagacestat), BMS-708163, Semagacestat (LY450139), Semagacestat (LY450139), MK-0752, MK-0752, YO-01027, YO-01027 (Dibenzazepina, DBZ), LY-411575, LY-411575 o LY2811376. El inhibidor de la gamma secretasa puede estar presente en el cultivo celular o en la población celular a una concentración que varía entre aproximadamente 0,01 pM y aproximadamente 1.000 pM. El inhibidor de la gamma secretasa puede estar presente en el cultivo celular o en la población celular a una concentración que varía entre aproximadamente 0,1 pM y aproximadamente 100 pM. El inhibidor de la gamma secretasa se puede eliminar tras su adición.A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to endocrine cells comprising the steps of: (a) obtaining a cell population comprising PEC is disclosed; (b) contacting the cell population of step (a) with a gamma secretase inhibitor, thus forming endocrine cells in vitro. Endocrine cells can express CHGA. Endocrine cells can be immature insulin producing beta cells in vitro. Endocrine cells can be insulin secreting cells that produce insulin in response to in vitro glucose stimulation . Endocrine cells can be loaded into an implantable semipermeable encapsulation device, mature and be able to produce insulin in response to glucose stimulation in vivo. The gamma secretase inhibitor may be selected from the group comprising t-butyl ester of W- [A / - (3,5-difluropheacetyl-L-alanyl)] - S-phenylglycine (DAPT), RO44929097, 1- (S) -endo-N- (1,3,3) -Trimethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -4-fluorophenylsulfonamide, WPE-III31C, S-3- [W '- (3,5-difluorophenyl-alpha -hydroxyacetyl) -L-alanylyl] amino-2,3-dihydro-1-methyl-5-phenyl-1H-1,4-benzodiazepin-2-one, (A /) - [(S) -2-hydroxy- 3-methylbutyryl] -1- (L-alaninyl) - (S) -1-amino-3-methyl-4,5,6,7-tetrahydro-2H-3-benzazepin-2-one, BMS-708163 (Avagacestat ), BMS-708163, Semagacestat (LY450139), Semagacestat (LY450139), MK-0752, MK-0752, YO-01027, YO-01027 (Dibenzazepina, DBZ), LY-411575, LY-411575 or LY2811376. The gamma secretase inhibitor may be present in the cell culture or in the cell population at a concentration ranging from about 0.01 pM to about 1,000 pM. The gamma secretase inhibitor may be present in the cell culture or in the cell population at a concentration ranging from about 0.1 pM to about 100 pM. The gamma secretase inhibitor can be removed after its addition.

Se desvelan composiciones y métodos para diferenciar células madre pluripotentes humanas in vitro a células endocrinas. Las células endocrinas pueden expresar CHGA. Las células endocrinas pueden producir insulina in vitro. Las células endocrinas pueden ser células endocrinas inmaduras, tales como células beta inmaduras. Las células productoras de insulina in vitro pueden producir insulina en respuesta a la estimulación con glucosa.Compositions and methods for differentiating human pluripotent stem cells in vitro to endocrine cells are disclosed. Endocrine cells can express CHGA. Endocrine cells can produce insulin in vitro. Endocrine cells can be immature endocrine cells, such as immature beta cells. Insulin producing cells in vitro can produce insulin in response to glucose stimulation.

Se desvela un método para producir insulina in vivo en un mamífero, comprendiendo dicho método: (a) cargar una población de células endocrinas en un dispositivo semipermeable implantable; (b) implantar el dispositivo con la célula endocrina en un hospedador mamífero; y (c) madurar la población de células endocrinas en dicho dispositivo in vivo, en el que al menos algunas de las células endocrinas son células secretoras de insulina que producen insulina en respuesta a la estimulación con glucosa in vivo, produciendo así insulina in vivo para el mamífero. La célula endocrina puede derivarse de una composición celular que comprende PEC con una subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-) más alta. La célula endocrina puede derivarse de una composición celular que comprenda PEC con una subpoblación endocrina (CHGA+) reducida. La célula endocrina puede ser una célula endocrina inmadura, preferentemente, una célula beta inmadura.A method for producing insulin in vivo in a mammal is disclosed, said method comprising: (a) loading a population of endocrine cells into an implantable semipermeable device; (b) implant the device with the endocrine cell in a mammalian host; and (c) mature the population of endocrine cells in said device in vivo, in which at least some of the endocrine cells are insulin secreting cells that produce insulin in response to glucose stimulation in vivo, thereby producing insulin in vivo to the mammal The endocrine cell may be derived from a cellular composition comprising PEC with a higher multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-). The endocrine cell can be derived from a cellular composition comprising PEC with a reduced endocrine subpopulation (CHGA +). The endocrine cell may be an immature endocrine cell, preferably, an immature beta cell.

Las células endocrinas creadas in vitro a partir de las células madre pluripotentes pueden expresar más PDX1 y NKX6.1 en comparación con las poblaciones endodérmicas pancreáticas positivas en PDX-1, o las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) que son positivas en PDX1/NKX6.1. Las células endocrinas creadas in vitro a partir de las células madre pluripotentes pueden expresar PDX1 y NKX6.1 relativamente más que la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina de PEC (CHGA-). Una proteína morfogénica ósea (BMP) y un análogo del ácido retinoico (RA) solo o en combinación se pueden añadir al cultivo celular para obtener células endocrinas con una mayor expresión de PDX1 y NKX6.1 en comparación con la subpoblación progenitora multipotente no endocrina de PEC (CHGA-). BMP puede seleccionarse del grupo que comprende BMP2, BMP5, BMP6, BMP7, BMP8 y BMP4, y más preferentemente BMP4. El análogo del ácido retinoico se puede seleccionar del grupo que comprende ácido retinoico todo trans y TTNPB (Ácido arotinoide del ácido 4-[(£)-2-(5,6,7,8-tetrahidro-5,5,8,8-tetrametil-2 naftalenil)-1-propenil]benzoico, o AM-580 0,1-10 pM (ácido 4-[(5,6,7,8-Tetrahidro-5,5,8,8-tetrametil-2-naftalenil(carboxamido]benzoico) y más preferentemente TTNPB. Endocrine cells created in vitro from pluripotent stem cells can express more PDX1 and NKX6.1 compared to pancreatic endodermal populations positive in PDX-1, or non-endocrine subpopulations (CHGA-) that are positive in PDX1 / NKX6 .one. Endocrine cells created in vitro from pluripotent stem cells can express PDX1 and NKX6.1 relatively more than the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation of PEC (CHGA-). A bone morphogenic protein (BMP) and a retinoic acid analog (RA) alone or in combination can be added to the cell culture to obtain endocrine cells with a higher expression of PDX1 and NKX6.1 compared to the multipotent non-endocrine progenitor subpopulation of PEC (CHGA-). BMP can be selected from the group comprising BMP2, BMP5, BMP6, BMP7, BMP8 and BMP4, and more preferably BMP4. The retinoic acid analog can be selected from the group comprising all trans retinoic acid and TTNPB (Arotinoid acid 4 - [(£) -2- (5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8 -tetramethyl-2 naphthalenyl) -1-propenyl] benzoic acid, or AM-580 0.1-10 pM (4 - [(5,6,7,8-Tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2 acid -naphthalenyl (carboxamido] benzoic) and more preferably TTNPB.

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas y endocrinas inmaduras, preferentemente, células beta inmaduras, que comprende disociar y volver a asociar los agregados. La disociación y la reasociación pueden ocurrir en la fase 1, fase 2, fase 3, fase 4, fase 5, fase 6 o fase 7, o combinaciones de las mismas. Las células endodérmicas definitivas, endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1, endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1, PEC y/o progenitoras/precursoras endocrinas y endocrinas pueden disociarse y volverse a asociar. Los agregados de células disociadas y vueltas a agregar de la fase 7 pueden consistir en menos subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) en comparación con las subpoblaciones endocrinas (CHGA+). Más del 10%, preferentemente más del 20%, 30%, 40% y más preferentemente más del 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 100 % de las células de la población celular puede ser células endocrinas (CHGA+).A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to immature endocrine and endocrine cells, preferably immature beta cells, is disclosed, comprising dissociating and associating the aggregates again. Dissociation and reassociation can occur in phase 1, phase 2, phase 3, phase 4, phase 5, phase 6 or phase 7, or combinations thereof. The final endodermal, endodermic cells of the upper digestive tract negative in PDX1, endodermal cells of the upper digestive tract positive in PDX1, PEC and / or endocrine and endocrine progenitors / precursors can be dissociated and re-associated. Dissociated and re-aggregated cell aggregates from phase 7 may consist of less non-endocrine subpopulations (CHGA-) compared to endocrine subpopulations (CHGA +). More than 10%, preferably more than 20%, 30%, 40% and more preferably more than 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% or 100% of the population cells Cellular can be endocrine cells (CHGA +).

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas mediante la eliminación de las células endocrinas producidas durante la producción de PEC de la fase 4, enriqueciendo así en subpoblación progenitora pancreática no endocrina (CHGA-) que es PDX1+ y NKX6.1+.A method for differentiating in vitro pluripotent stem cells to endocrine cells is revealed by eliminating the endocrine cells produced during the production of PEC from phase 4, thus enriching in non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) which is PDX1 + and NKX6. 1+.

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas, en el que las células de la fase 6 y fase 7, según lo definido en la Tabla 17, se cultivan a niveles bajos de Matrigel del aproximadamente 0,02 % al 2 %, preferentemente del aproximadamente 0,02 % al 0,05 %, preferentemente del aproximadamente 0,05 % al 1 %, preferentemente 0,05 %.A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to endocrine cells is disclosed, in which phase 6 and phase 7 cells, as defined in Table 17, are grown at low Matrigel levels of about 0.02% at 2%, preferably from about 0.02% to 0.05%, preferably from about 0.05% to 1%, preferably 0.05%.

Se desvela un método para mejorar la adhesión celular de PEC y agregados de células endocrinas mediante el tratamiento de cultivos celulares con Matrigel y un inhibidor de la rho-quinasa o ROCK. El inhibidor de la rho-quinasa o ROCK puede ser Y-27632.A method for improving cell adhesion of PEC and endocrine cell aggregates is disclosed by treating cell cultures with Matrigel and a rho-kinase or ROCK inhibitor. The rho kinase or ROCK inhibitor can be Y-27632.

Los cultivos de PEC enriquecidos en la subpoblación progenitora multipotente no endocrina (CHGA-) se pueden preparar sin añadir un miembro de la familia de la nogina en la fase 3 y/o la fase 4. Los cultivos de PEC que están relativamente repletos de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) se pueden preparar sin añadir un miembro de la familia de la nogina en la fase 3 y/o la fase 4. El miembro de la familia de la nogina puede ser un compuesto seleccionado del grupo que comprende nogina, cordina, Folistatina, Proteínas similares a la folistatina, Cerberus, Coco, Dan, Gremlina, Esclerostina, PRDC (proteína relacionada con Dan y Cerberus).Cultures of PECs enriched in the multipotent non-endocrine progenitor subpopulation (CHGA-) can be prepared without adding a member of the nogina family in phase 3 and / or phase 4. PEC cultures that are relatively packed with cells Engaged with the endocrine lineage (CHGA +) can be prepared without adding a member of the nogina family in phase 3 and / or phase 4. The member of the nogina family can be a compound selected from the group comprising nogina , choline, Folistatin, Folistatin-like proteins, Cerberus, Coconut, Dan, Gremlina, Sclerostin, PRDC (protein related to Dan and Cerberus).

Se desvela un método para mantener células endocrinas en cultivo cultivándolas en un medio que comprende niveles exógenos altos de glucosa, en el que la glucosa exógena añadida es de aproximadamente 1 mM a 25 mM, de aproximadamente 1 mM a 20 mM, de aproximadamente 5 mM a 15 mM, de aproximadamente 5 mM a 10 mM, de aproximadamente 5 mM a 8 mM. Los medios pueden ser un medio a base de DMEM, a base de CMRL o a base de RPMI.A method for maintaining endocrine cells in culture is disclosed by culturing them in a medium comprising high exogenous glucose levels, in which the exogenous glucose added is about 1 mM to 25 mM, about 1 mM to 20 mM, about 5 mM at 15 mM, from about 5 mM to 10 mM, from about 5 mM to 8 mM. The media can be a DMEM-based, CMRL-based or RPMI-based medium.

Se desvela un método para diferenciar células madre pluripotentes in vitro a células endocrinas con y sin disociar y volver a asociar los agregados celulares. Los agregados celulares no disociados o disociados y reasociados se pueden crioconservar o congelar en la fase 6 y/o la fase 7 sin afectar a la función in vivo de las células endocrinas. Los cultivos de células endocrinas crioconservadas pueden descongelarse, cultivarse y, cuando se trasplantan, funcionan in vivo. A method for differentiating pluripotent stem cells in vitro to endocrine cells with and without dissociating and re-associating cell aggregates is disclosed. Non-dissociated or dissociated and re-associated cell aggregates can be cryopreserved or frozen in phase 6 and / or phase 7 without affecting the in vivo function of endocrine cells. Cryopreserved endocrine cell cultures can be thawed, cultured and, when transplanted, work in vivo.

Se desvela un sistema de cultivo para diferenciar células madre pluripotentes a células endocrinas, el sistema de cultivo que comprende al menos un agente capaz de suprimir o inhibir la expresión génica endocrina durante las primeras fases de diferenciación y un agente capaz de inducir la expresión génica endocrina durante fases posteriores de diferenciación. Se puede añadir un agente capaz de suprimir o inhibir la expresión génica endocrina al sistema de cultivo que consista en células del tracto digestivo superior pancreáticas negativas en PDX1. Se puede añadir un agente capaz de inducir la expresión génica endocrina al sistema de cultivo que consista en células progenitoras endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o PEC. Un agente capaz de suprimir o inhibir la expresión génica endocrina puede ser un agente que active una familia de receptores de TGFbeta, preferentemente es Activina, preferentemente, es altos niveles de Activina, seguido de bajos niveles de Activina. Un agente capaz de inducir la expresión génica endocrina puede ser un inhibidor de la gamma secretasa seleccionado de un grupo que consiste en éster t-butílico de N-[N-(3,5-diflurofenacetil-L-alanil)]-S-fenilglicina (DAPT), RO44929097, DAPT (éster t-butílico de N-[N-(3,5-difluorofenacetil-L-alanil)]-S-fenilglicina), 1-(S)-endo-N-(1,3,3)-trimetilbiciclo [2.2.1]hept-2-il)-4-fluorofenilsulfonamida, WPE-III31C, S-3-[N’-(3,5-difluorofenil-alfa-hidroxiacetil)-L-alanilil]amino-2,3-dihidro-1-metil-5-fenil-1H-1,4-benzodiazepin-2-ona, (N-[((S)-2-hidroxi-3-metil-butiril]-1-(L-alaninil)-(S)-1-amino-3-metil-4,5,6,7-tetrahidro-2H-3-benzazepin-2-ona, BMS-708163 (Avagacestat), BMS-708163, Semagacestat (LY450139), Semagacestat (LY450139), MK-0752, MK-0752, YO-01027, YO-01027 (Dibenzazepina, DBZ), LY-411575, LY-411575 o LY2811376. Altos niveles de Activina significan niveles superiores a 40 ng/ml, 50 ng/ml y 75 ng/ml. Se pueden usar niveles altos de Activina durante la fase 3 o antes de la producción de células endodérmicas pancreáticas del tracto digestivo superior. Bajos niveles de Activina significan menos de 30 ng/ml, 20 ng/ml, 10 ng/ml y 5 ng/ml. Se pueden usar niveles bajos de Activina durante la fase 4 o para la producción de PEC. El gen endocrino que se inhibe o se induce puede ser NGN3. La Activina A y Wnt3A se pueden usar solas o en combinación para inhibir la expresión endocrina, preferentemente, para inhibir la expresión de NGN3 antes de la producción de células endodérmicas pancreáticas del tracto digestivo superior, o preferentemente durante la fase 3. Se puede usar un inhibidor de la gamma-secretasa, preferentemente RO44929097 o DAPT, en el sistema de cultivo para inducir la expresión génica endocrina tras la producción de PEC, o preferentemente durante las fases 5, 6 y/o 7.A culture system for differentiating pluripotent stem cells from endocrine cells is disclosed, the culture system comprising at least one agent capable of suppressing or inhibiting endocrine gene expression during the first stages of differentiation and an agent capable of inducing endocrine gene expression during later phases of differentiation. An agent capable of suppressing or inhibiting endocrine gene expression can be added to the culture system consisting of cells in the upper pancreatic digestive tract in PDX1. An agent capable of inducing endocrine gene expression can be added to the culture system consisting of pancreatic endodermal progenitor cells PDX1 or PEC positive. An agent capable of suppressing or inhibiting endocrine gene expression can be an agent that activates a family of TGFbeta receptors, preferably it is Activin, preferably it is high levels of Activin, followed by low levels of Activin. An agent capable of inducing endocrine gene expression may be a gamma secretase inhibitor selected from a group consisting of N- [N- (3,5-diflurophenyl-L-alanyl) t-butyl ester] - S-phenylglycine (DAPT), RO44929097, DAPT (N- [N- (3,5-difluoropheacetyl-L-alanyl)] -S-phenylglycine t-butyl ester, 1- (S) -endo-N- (1,3 , 3) -trimethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -4-fluorophenylsulfonamide, WPE-III31C, S-3- [N '- (3,5-difluorophenyl-alpha-hydroxyacetyl) -L-alanylyl] amino -2,3-dihydro-1-methyl-5-phenyl-1H-1,4-benzodiazepin-2-one, (N - [((S) -2-hydroxy-3-methyl-butyryl] -1- ( L-alaninyl) - (S) -1-amino-3-methyl-4,5,6,7-tetrahydro-2H-3-benzazepin-2-one, BMS-708163 (Avagacestat), BMS-708163, Semagacestat ( LY450139), Semagacestat (LY450139), MK-0752, MK-0752, YO-01027, YO-01027 (Dibenzazepine, DBZ), LY-411575, LY-411575 or LY2811376. High levels of Activin mean levels above 40 ng / ml, 50 ng / ml and 75 ng / ml High levels of Activin can be used during phase 3 or before production ion of pancreatic endodermal cells of the upper digestive tract. Low levels of Activin mean less than 30 ng / ml, 20 ng / ml, 10 ng / ml and 5 ng / ml. Low levels of Activin can be used during phase 4 or for the production of PEC. The endocrine gene that is inhibited or induced can be NGN3. Activin A and Wnt3A can be used alone or in combination to inhibit endocrine expression, preferably, to inhibit NGN3 expression before the production of pancreatic endodermal cells of the upper digestive tract, or preferably during phase 3. A gamma-secretase inhibitor, preferably RO44929097 or DAPT, in the culture system to induce endocrine gene expression after PEC production, or preferably during phases 5, 6 and / or 7.

Se desvela un cultivo celular in vitro que comprende células endocrinas en las que al menos el 5 % de dichas células humanas expresa un marcador endocrino seleccionado del grupo que consiste en insulina (INS), caja homeótica 1 de NK6 (NKX6.1), caja homeótica pancreática y duodenal 1 (PDX1), locus relacionado con el factor de transcripción 2 (NKX2.2), caja pareada 4 (PAX4), diferenciación neurogénica 1 (NEUROD), caja Forkhead A1 (FOXA1), caja Forkhead A2 (FOXA2), dedo de cinc de la familia del caracol 2 (SNAIL2) y familia A y B de oncogenes de fibrosarcoma musculoaponeurótico (MAFA y MAFB), y no expresa esencialmente un marcador seleccionado del grupo que consiste en neurogenina 3 (NGN3), islote 1 (ISL1), factor 6 nuclear de hepatocitos (HNF6), Proteína de unión a GATA 4 (GATA4), proteína de unión a GATA 6 (GATA6), factor de transcripción específico del páncreas 1a (PTF1A) y SRY (región determinante del sexo Y)-9 (SOX9), en el que dichas células endocrinas son unipotentes y pueden madurar a células beta pancreáticas.An in vitro cell culture comprising endocrine cells is disclosed in which at least 5% of said human cells express an endocrine marker selected from the group consisting of insulin (INS), homeotic box 1 of NK6 (NKX6.1), box pancreatic and duodenal homeotic 1 (PDX1), locus related to transcription factor 2 (NKX2.2), paired box 4 (PAX4), neurogenic differentiation 1 (NEUROD), Forkhead box A1 (FOXA1), Forkhead box A2 (FOXA2) , zinc finger of the snail family 2 (SNAIL2) and family A and B of musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogenes (MAFA and MAFB), and does not essentially express a marker selected from the group consisting of neurogenin 3 (NGN3), islet 1 ( ISL1), hepatocyte nuclear factor 6 (HNF6), GATA 4 binding protein (GATA4), GATA 6 binding protein (GATA6), specific transcription factor of pancreas 1a (PTF1A) and SRY (sex determining region Y ) -9 (SOX9), in which said endocrine cells are unipoten tes and can ripen pancreatic beta cells.

Las células endocrinas pueden ser células beta inmaduras.Endocrine cells can be immature beta cells.

Al menos el 10 % de dichas células humanas puede ser células beta inmaduras.At least 10% of said human cells may be immature beta cells.

Al menos el 20 % de dichas células humanas puede ser células beta inmaduras.At least 20% of said human cells may be immature beta cells.

Al menos el 50 % de dichas células humanas puede ser células beta inmaduras.At least 50% of said human cells can be immature beta cells.

Las células pueden ser no recombinantes.The cells can be non-recombinant.

Las células pueden derivarse de células madre pluripotentes humanas seleccionadas de un grupo que consiste en células madre embrionarias humanas (hESC), células madre pluripotentes inducidas (iPSC), células del partenote, células de carcinoma embrionario (EC), células mesendodérmicas, células endodérmicas definitivas, células endodérmicas pancreáticas del tracto digestivo superior negativas en PDX1-1, células endodérmicas pancreáticas del tracto digestivo superior positivas en PDX1 y células endodérmicas pancreáticas (PEC).The cells can be derived from human pluripotent stem cells selected from a group consisting of human embryonic stem cells (hESC), induced pluripotent stem cells (iPSC), partenote cells, embryonic carcinoma cells (EC), mesedermal cells, definitive endodermal cells , pancreatic endodermal cells of the upper digestive tract negative in PDX1-1, pancreatic endodermal cells of the upper digestive tract positive in PDX1 and endodermal pancreatic cells (PEC).

Se desvela un método para producir una célula beta inmadura, comprendiendo dicho método las etapas de: a) poner en contacto una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1 con un factor que active un miembro de la familia de receptores de TGFp, produciendo así una población de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1; y b) poner en contacto la población de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX con un inhibidor de la gamma secretasa, produciendo así una célula beta inmadura que expresa INS y NKX6.1 La población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1 puede ponerse en contacto con un miembro de la familia de Wnt y las Heregulinas.A method for producing an immature beta cell is disclosed, said method comprising the steps of: a) contacting a population of endogenous upper digestive tract cells in PDX1 with a factor that activates a member of the TGFp receptor family, thus producing a population of positive pancreatic endodermal cells in PDX1; and b) contacting the population of positive pancreatic endodermal cells in PDX with a gamma secretase inhibitor, thus producing an immature beta cell expressing INS and NKX6.1. The population of upper endodermal cells of the negative digestive tract in PDX1 can be contacted. Contact with a member of the Wnt family and the Heregulins.

El miembro de la familia de receptores de TGFbeta se puede seleccionar de un grupo que consiste en Activina A, Activina B, Nodal, GDF-8, GDF-10, GDF-11 y GDF15.The member of the TGFbeta receptor family can be selected from a group consisting of Activina A, Activina B, Nodal, GDF-8, GDF-10, GDF-11 and GDF15.

El miembro de la familia de receptores de TGFbeta puede ser Actina A, GDF-8 o GDF-11.The member of the TGFbeta receptor family can be Actin A, GDF-8 or GDF-11.

El miembro de la familia de receptores de TGFbeta puede ser Activina A.The member of the TGFbeta receptor family may be Activina A.

El miembro de la familia de Wnt puede seleccionarse de un grupo que consiste en WNT 1, WNT2, WNT2B, WNT3, WNT3A, WNT4, WNT5A, WNT5B, WNT6, WNT7A, WNT7B, WNT8A, WNT8B, WNT9A, WNT9B, WNT10A, WNT10B, WNT11, WNT16 y WNT3A.The Wnt family member can be selected from a group consisting of WNT 1, WNT2, WNT2B, WNT3, WNT3A, WNT4, WNT5A, WNT5B, WNT6, WNT7A, WNT7B, WNT8A, WNT8B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B, WNT9B WNT11, WNT16 and WNT3A.

El miembro de la familia de Wnt puede ser Wnt3a.The Wnt family member can be Wnt3a.

El miembro de la familia de las Heregulinas (HRG) puede ser HRG1, HRG 2, HRG 3 y HRG4.The member of the Heregulin family (HRG) can be HRG1, HRG 2, HRG 3 and HRG4.

El miembro de la familia de HRG puede ser HRG1 y HRG2.The member of the HRG family can be HRG1 and HRG2.

Se desvela un método para producir insulina in vivo, comprendiendo dicho método las etapas de: a) poner en contacto una población de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1 con un factor que active un miembro de la familia de receptores de TGFp, produciendo así una población de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1; y b) poner en contacto la población de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX con un inhibidor de la gamma secretasa, produciendo así células beta inmaduras que expresan INS y NKX6.1; c) implantar las células beta inmaduras de la etapa (b); y d) madurar las células a células beta maduras que secretan insulina in vivo en respuesta a la estimulación con glucosa.A method for producing insulin in vivo is disclosed, said method comprising the steps of: a) contacting a population of endogenous upper digestive tract cells in PDX1 with a factor that activates a member of the TGFp receptor family, producing thus a population of positive pancreatic endodermal cells in PDX1; and b) contacting the population of PDX positive pancreatic endodermal cells with a gamma secretase inhibitor, thus producing immature beta cells expressing INS and NKX6.1; c) implant the immature beta cells of step (b); and d) mature the cells to mature beta cells that secrete insulin in vivo in response to glucose stimulation.

En la fase 7, los agentes todavía pueden modular la expresión génica. Se puede añadir un miembro de la superfamilia de FGF en la fase 7. Se puede añadir FGF2 en la fase 7. FGF2 puede aumentar la expresión de SST y/o suprimir la expresión de INS, GCG o GHRL. Se puede añadir BMP en la fase 7. BMP puede aumentar la expresión de INS, PDX1 o IDI.In phase 7, agents can still modulate gene expression. A member of the FGF superfamily can be added in phase 7. FGF2 can be added in phase 7. FGF2 can increase the expression of SST and / or suppress the expression of INS, GCG or GHRL. BMP can be added in phase 7. BMP can increase the expression of INS, PDX1 or IDI.

Se desvela una población de células beta inmaduras que da lugar a la función in vivo. La población beta inmadura puede ser CHGA+. La población de células beta inmaduras puede ser capaz de funcionar in vivo, es decir, cuando se trasplanta, se secreta insulina en respuesta a la glucosa en sangre. La población de células endocrinas, cuando se trasplanta, puede desarrollarse y madurar hasta convertirse en células funcionales de los islotes pancreáticos. La población de células beta inmaduras puede enriquecerse en células endocrinas (o agotarse de células no endocrinas). Más del 50 % de las células de la población de células beta inmaduras puede ser CHGA+. Más del 60 % o 70 % u 80 % o 90 % o 95 % o 98 % o 100 % de las células de la población de células beta inmaduras puede ser CHGA-. Menos de aproximadamente el 50 % de las células de la población de células beta inmaduras puede ser CHGA-. Menos de aproximadamente el 15% de las células de la población de células beta inmaduras puede ser CHGA-. Menos de aproximadamente el 10 % o 5 % o 3 % o 2 % o 1 % o 0,5 % o 0 % de las células de la población de células beta inmaduras puede ser CHGA-. Además, la expresión de ciertos marcadores puede suprimirse durante la producción de células beta inmaduras, tal como la expresión de NGN3 durante la fase 3. La población de células beta inmaduras puede ser solo hormonal (por ejemplo, solo INS). La población de células beta inmaduras puede expresar conjuntamente otros marcadores celulares, incluyendo NKX6.1 y PDX1. La población de células beta inmaduras puede tanto expresar la hormona de forma individual como expresar conjuntamente otros marcadores celulares, incluyendo NKX6.1 y PDX1. La población de células beta inmaduras puede tener más células INS que expresan la hormona de forma individual como porcentaje de la población total de INS. La población de células beta inmaduras puede tener al menos un 50 % de células INS que expresan la hormona de forma individual como porcentaje de la población total de INS. La población de células beta inmaduras puede ser CHGA+/INS /NKX6.1+ (triple positiva). Más del 25 % de las células de la población de células beta inmaduras puede ser CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positiva). Más del 30 % o 40 % o 50 % o 60 % o 70 % u 80 % o 90 % o 95 % o 100 % de las células de la población de células beta inmaduras pueden ser CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positiva).A population of immature beta cells is revealed that gives rise to function in vivo. The immature beta population can be CHGA +. The population of immature beta cells may be able to function in vivo, that is, when transplanted, insulin is secreted in response to blood glucose. The endocrine cell population, when transplanted, can develop and mature to become functional cells of the pancreatic islets. The population of immature beta cells can be enriched in endocrine cells (or depleted of non-endocrine cells). More than 50% of the cells of the immature beta cell population can be CHGA +. More than 60% or 70% or 80% or 90% or 95% or 98% or 100% of the cells of the immature beta cell population may be CHGA-. Less than about 50% of the cells in the immature beta cell population can be CHGA-. Less than about 15% of the cells of the immature beta cell population can be CHGA-. Less than about 10% or 5% or 3% or 2% or 1% or 0.5% or 0% of the cells of the immature beta cell population may be CHGA-. In addition, the expression of certain markers can be suppressed during the production of immature beta cells, such as the expression of NGN3 during phase 3. The population of immature beta cells may be only hormonal (eg, INS only). The immature beta cell population can jointly express other cell markers, including NKX6.1 and PDX1. The population of immature beta cells can both express the hormone individually and jointly express other cell markers, including NKX6.1 and PDX1. The immature beta cell population may have more INS cells that express the hormone individually as a percentage of the total INS population. The population of immature beta cells can have at least 50% of INS cells that express the hormone individually as a percentage of the total INS population. The population of immature beta cells can be CHGA + / INS / NKX6.1+ (triple positive). More than 25% of the cells of the immature beta cell population can be CHGA + / INS + / NKX6.1 + (triple positive). More than 30% or 40% or 50% or 60% or 70% or 80% or 90% or 95% or 100% of the cells of the immature beta cell population can be CHGA + / INS + / NKX6.1 + (triple positive).

Se desvela una población de células beta inmaduras enriquecidas formada por disociación y reagregación de los agregados celulares. La población de células beta inmaduras enriquecida puede disociarse y volverse a agregar en la fase 7. La población de células beta inmaduras puede disociarse y volverse a agregar en aproximadamente el día 25, el día 26, el día 27 o el día 28 o el día 29 o el día 30 o más.A population of immature enriched beta cells formed by dissociation and reintegration of cell aggregates is disclosed. The population of immature enriched beta cells can be dissociated and added back in phase 7. The population of immature beta cells can be dissociated and added again at approximately day 25, day 26, day 27 or day 28 or day 28 29 or 30 or more.

Los medios complejos son importantes para el mantenimiento de las células endocrinas. Los medios complejos pueden ser CMRL o RPMI. Los medios complejos se pueden usar en la fase 6 o en la fase 7, o tanto en la fase 6 como en la fase 7. El CMRL aumentó la expresión del marcador endocrino. El RPMI aumentó la expresión del marcador endocrino. Complex means are important for the maintenance of endocrine cells. Complex media can be CMRL or RPMI. Complex media can be used in phase 6 or phase 7, or both in phase 6 and in phase 7. CMRL increased endocrine marker expression. RPMI increased endocrine marker expression.

La crioconservación no reduce las poblaciones de células beta inmaduras en la fase 7. La crioconservación no reduce la expresión de CHGA+ en la fase 7.Cryopreservation does not reduce immature beta cell populations in phase 7. Cryopreservation does not reduce CHGA + expression in phase 7.

Las células de la fase 7 son positivas en NKX6.1. Las células de la fase 7 son positivas en péptido C. Las células de la fase 7 son positivas tanto en NKX6.1 como en péptido C. Las células de la fase 7 son de una sola hormona. Las células de la fase 7 expresan individualmente INS y GCG.Phase 7 cells are positive in NKX6.1. The cells of phase 7 are positive in peptide C. The cells of phase 7 are positive in both NKX6.1 and peptide C. The cells of phase 7 are of a single hormone. Phase 7 cells individually express INS and GCG.

La disociación y la reagregación de las células en fase 7 no afecta la función in vivo. Dissociation and reintegration of cells in phase 7 does not affect function in vivo.

La crioconservación de células en la fase 7 no afecta a la función in vivo. Cryopreservation of cells in phase 7 does not affect function in vivo.

Las células de la fase 7 pueden ser crioconservadas y conservar su función in vivo. Phase 7 cells can be cryopreserved and retain their function in vivo.

El aumento de la concentración de glucosa aumenta la expresión de INS, GCG o SST. Se prefiere que la concentración de glucosa se aumente en la fase 6 o en la fase 7, o en ambas. Se prefiere que la expresión de GHRL disminuya con el aumento de la concentración de glucosa.Increasing the concentration of glucose increases the expression of INS, GCG or SST. It is preferred that the glucose concentration be increased in phase 6 or in phase 7, or both. It is preferred that GHRL expression decrease with increasing glucose concentration.

Se desvela una célula beta inmadura in vitro que es de una sola hormona (solo INS).An immature beta cell is revealed in vitro that is a single hormone (INS only).

Se desvela una célula beta inmadura in vitro que expresa conjuntamente NKX6.1 y PDX1.An immature beta cell is revealed in vitro that jointly expresses NKX6.1 and PDX1.

Se desvela una célula beta inmadura in vitro de una sola hormona (solo INS) y que expresa conjuntamente NKX6.1 y PDX1.An immature beta cell is revealed in vitro of a single hormone (INS only) and jointly expresses NKX6.1 and PDX1.

Se desvela una célula beta inmadura in vitro que es de una sola hormona (solo INS), que expresa conjuntamente NKX6.1 y PDX1, y puede madurar in vivo a una célula que puede secretar insulina en respuesta a la glucosa en sangre.An immature beta cell is revealed in vitro that is a single hormone (INS only), which jointly expresses NKX6.1 and PDX1, and can mature in vivo to a cell that can secrete insulin in response to blood glucose.

Se desvela una célula beta inmadura in vitro que puede madurar in vivo a una célula que puede secretar insulina en respuesta a la glucosa en sangre.An immature beta cell is revealed in vitro that can mature in vivo to a cell that can secrete insulin in response to blood glucose.

Se desvela una célula beta inmadura in vitro que es CHGA+, INS+ y NKX6.1 . Más del 10 % de la población celular in vitro total puede comprender células beta inmaduras que son CHGA+, INS+ y NKX6.1+. Es beta inmadura si más del 50 % de la población celular in vitro total comprende células beta inmaduras que son CHGA+, INS+ y NKX6.1+. Es beta inmadura si más del 80 % de la población celular in vitro total comprende células beta inmaduras que son CHGA+, INS+ y NKX6.1+.An immature beta cell is revealed in vitro which is CHGA +, INS + and NKX6.1. More than 10% of the cell population In vitro total can comprise immature beta cells that are CHGA +, INS + and NKX6.1 +. It is immature beta if more than 50% of the total in vitro cell population comprises immature beta cells that are CHGA +, INS + and NKX6.1 +. It is immature beta if more than 80% of the total in vitro cell population comprises immature beta cells that are CHGA +, INS + and NKX6.1 +.

Se desvelan células beta inmaduras purificadas. Se desvelan precursores de células beta inmaduras purificados. Las células beta inmaduras o los precursores de células beta pueden purificarse de las poblaciones de células en fase 7 usando un sensor de cinc. La fluorescencia oscura debida a la presencia de un sensor Py 1 unido al cinc se puede enriquecer en células beta. La fluorescencia brillante debida a la presencia de un sensor Py 1 unido al cinc se puede enriquecer en células alfa. Se desvela un método para purificar células beta usando un sensor de cinc. Se desvela un método para purificar células alfa usando un sensor de cinc. Se desvelan células alfa purificadas. Se desvelan precursores de células alfa purificados.Unripe purified beta cells are revealed. Purified immature beta cell precursors are disclosed. Immature beta cells or beta cell precursors can be purified from phase 7 cell populations using a zinc sensor. Dark fluorescence due to the presence of a Py 1 sensor attached to zinc can be enriched in beta cells. The bright fluorescence due to the presence of a Py 1 sensor attached to zinc can be enriched in alpha cells. A method for purifying beta cells using a zinc sensor is disclosed. A method for purifying alpha cells using a zinc sensor is disclosed. Purified alpha cells are disclosed. Purified alpha cell precursors are disclosed.

Se desvela una población celular enriquecida que expresa marcadores del linaje de las células beta, tal como el INS, IAPP, PDX1, NKX6.1, PAX4, PCSK1, G6PC2, GCK o SLC30A8.An enriched cell population is revealed that expresses markers of the beta cell lineage, such as INS, IAPP, PDX1, NKX6.1, PAX4, PCSK1, G6PC2, GCK or SLC30A8.

Se desvela una población celular enriquecida que expresa marcadores del linaje de células alfa, tal como GCG, ARX o SLC30A8.An enriched cell population is revealed that expresses markers of the alpha cell lineage, such as GCG, ARX or SLC30A8.

Se desvela una población celular enriquecida, en la que más del 50 % de las células son positivas en INS. La población celular puede tener más del 90 % de células positivas en INS. Del 50 % al 99 % de las células puede ser células positivas en INS.An enriched cell population is revealed, in which more than 50% of the cells are INS positive. The cell population can have more than 90% positive INS cells. From 50% to 99% of the cells can be INS positive cells.

Se desvela un método para producir insulina in vivo que comprende: a) obtener una población de células CHGA+ in vitro; y b) trasplantar las células CHGA+ produciendo insulina in vivo. A method for producing insulin in vivo is disclosed, comprising: a) obtaining a population of CHGA + cells in vitro ; and b) transplant CHGA + cells producing insulin in vivo.

Las células CHGA+ pueden disociarse y reagregarse en la fase 7.CHGA + cells can dissociate and regrow in phase 7.

Las células CHGA+ pueden expresar PDX1 y NKX6.1CHGA + cells can express PDX1 and NKX6.1

Las células CHGA+ pueden expresar INS y NKX6.1.CHGA + cells can express INS and NKX6.1.

Las células CHGA+ pueden cultivarse en CMRL o RPMI.CHGA + cells can be cultured in CMRL or RPMI.

Las células CHGA+ pueden ser crioconservadas y descongeladas antes del trasplante.CHGA + cells can be cryopreserved and thawed before transplantation.

Las células CHGA+ pueden cultivarse en medios que contengan un alto contenido de glucosa.CHGA + cells can be cultured in media containing a high glucose content.

Se desvela una célula endocrina in vitro que puede dar lugar a una célula secretora de insulina fisiológicamente funcional in vivo. An endocrine cell is revealed in vitro that can result in a physiologically functional insulin secretory cell in vivo.

Se desvela una célula beta inmadura especificada adecuadamente in vitro que puede dar lugar a una célula secretora de insulina fisiológicamente funcional in vivo. An appropriately specified immature beta cell is revealed in vitro that can result in a physiologically functional insulin secretory cell in vivo.

Las células beta inmaduras adecuadamente especificadas pueden disociarse y reagregarse en la fase 7.Properly specified immature beta cells can dissociate and regrow in phase 7.

Las células beta inmaduras adecuadamente especificadas pueden expresar PDX1 y NKX6.1Properly specified immature beta cells can express PDX1 and NKX6.1

Las células beta inmaduras adecuadamente especificadas pueden expresar INS y NKX6.1.Properly specified immature beta cells can express INS and NKX6.1.

Las células beta inmaduras adecuadamente especificadas pueden cultivarse en CMRL o RPMI.Properly specified immature beta cells can be cultured in CMRL or RPMI.

Las células beta inmaduras adecuadamente especificadas pueden ser crioconservadas y descongeladas antes del trasplante.Properly specified immature beta cells can be cryopreserved and thawed before transplantation.

Las células beta inmaduras adecuadamente especificadas pueden cultivarse en medios que contengan un alto contenido de glucosa.Properly specified immature beta cells can be cultured in media containing a high glucose content.

Se desvela un método para producir una población de células beta inmaduras enriquecidas in vitro que comprende: obtener una población de células CHGA+ y clasificarla. Se desvela un método para producir una población celular enriquecida que expresa INS, IAPP, PDX1, NKX6.1 o PAX4 in vitro que comprende: obtener una población de células CHGA+ y clasificarla.A method for producing a population of immature enriched beta cells in vitro is disclosed, comprising: obtaining a population of CHGA + cells and classifying it. A method for producing an enriched cell population that expresses INS, IAPP, PDX1, NKX6.1 or PAX4 in vitro is disclosed, comprising: obtaining a population of CHGA + cells and classifying it.

Se desvela un método para producir una población de células alfa enriquecida in vitro que comprende: obtener una población de células CHGA+ y clasificarla. A method for producing a population of enriched alpha cells in vitro is disclosed, comprising: obtaining a population of CHGA + cells and classifying it.

Se desvela un método para producir una población celular enriquecida que expresa GCG o ARX in vitro que comprende: obtener una población de células CHGA+ y clasificarla.A method for producing an enriched cell population that expresses GCG or ARX in vitro is disclosed, comprising: obtaining a population of CHGA + cells and classifying it.

Las poblaciones enriquecidas de células alfa o beta pueden clasificarse usando un sensor de cinc Py 1.Enriched populations of alpha or beta cells can be classified using a Py 1 zinc sensor.

Las células beta inmaduras pueden expresar INS y NKX6.1, y no necesitan expresar sustancialmente NGN3. Las células beta inmaduras pueden expresar INS, NKX6.1 y MAFB, y no necesitan expresar sustancialmente NGN3. Immature beta cells can express INS and NKX6.1, and do not need to express substantially NGN3. Immature beta cells can express INS, NKX6.1 and MAFB, and do not need to substantially express NGN3.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La FIG. 1 es una imagen fotográfica de un cultivo en suspensión de agregados de células reprogramadas desdiferenciadas, o también denominadas en el presente documento, células iPS. Véase el Ejemplo 1. FIG. 1 is a photographic image of a suspension culture of dedifferentiated reprogrammed cell aggregates, or also referred to herein, iPS cells. See Example 1.

Las FIG. 2A-L son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de OCT4 (FIG.2A), BRAQUIURIA (FIG.2B), CER1 (FIG.2C), GSC (FIG.2D), FOXA2 (FIG.2E), FOXA1 (FIG.2F), HNF6 (FIG.2G), PDX1 (FIG.2H), PTF1A (FIG.2I), NKX6.1 (FIG.2J), NGN3 (FIG.2K) e INS (FIG.2L). Los niveles de expresión se normalizan con respecto a los niveles de expresión medios de los genes constitutivos, la ciclofilina G y la expresión de proteínas de unión a TATA (TBP). Los gráficos representan la regulación positiva en el punto de datos más bajo del conjunto de datos. Véase el Ejemplo 1. FIG. 2A-L are bar graphs showing relative levels of OCT4 gene expression (FIG.2A), BRAQUIURIA (FIG.2B), CER1 (FIG.2C), GSC (FIG.2D), FOXA2 (FIG.2E) , FOXA1 (FIG.2F), HNF6 (FIG.2G), PDX1 (FIG.2H), PTF1A (FIG.2I), NKX6.1 (FIG.2J), NGN3 (FIG.2K) and INS (FIG.2L ). Expression levels are normalized with respect to the average expression levels of the constitutive genes, cyclophilin G and TATA binding protein expression (TBP). The graphs represent the positive regulation at the lowest data point in the data set. See Example 1.

Las FIG. 3 son fotomicrografías de inmunocitoquímica (ICC) de cultivos de células iPS humanas (E2021 usando la estirpe celular hIPS G4) de diferenciación en fase 4 (células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1) que usan anticuerpos específicos de PDX-1 (panel A); NKX6.1 (panel B); PTF1A (panel C); y Dapi (panel D). Véase el Ejemplo 2. FIG. 3 are immunocytochemical (ICC) photomicrographs of cultures of human iPS cells (E2021 using hIPS G4 cell line) of phase 4 differentiation (PDX1-positive pancreatic endodermal cells) using PDX-1-specific antibodies (panel A); NKX6.1 (panel B); PTF1A (panel C); and Dapi (panel D). See Example 2.

La FIG. 4 son imágenes de inmunocitoquímica (ICC) de cultivos de células iPS (E2021 usando la estirpe celular G4 hIPS) de la diferenciación en fase 5 usando ligandos específicos para el glucagón (panel A); la insulina (panel B); la Somatostatina (panel C); y Dapi (panel D). Véase el Ejemplo 2. FIG. 4 are immunocytochemical (ICC) images of iPS cell cultures (E2021 using the G4 hIPS cell line) of phase 5 differentiation using glucagon specific ligands (panel A); insulin (panel B); Somatostatin (panel C); and Dapi (panel D). See Example 2.

Las FIG. 5A-B es un mapa de ubicación de matrices y la leyenda de las matrices provista en las matrices de anticuerpos de fosfo-RTK humano Proteome Profiler™ de R&D Systems. El mapa de ubicación de la FIG. 5A muestra las coordenadas o la ubicación de los anticuerpos RTK. La identidad o el nombre de la familia de RTK y los anticuerpos se describen en la leyenda, FIG.5B. Las señales positivas observadas en la película revelada, por lo tanto, pueden identificarse superponiendo una transparencia como en la FIG. 5A e identificando las señales en referencia a las coordenadas en la superposición (FIG. 5A) con el nombre del RTK de la FIG. 5B. Véase el Ejemplo 4. FIG. 5A-B is a matrix location map and the matrix legend provided in the phosph-RTK Proteome Profiler ™ human antibody matrices of R&D Systems. The location map of FIG. 5A shows the coordinates or location of the RTK antibodies. The identity or name of the RTK family and the antibodies are described in the legend, FIG. 5B. The positive signals observed in the revealed film, therefore, can be identified by superimposing a transparency as in FIG. 5A and identifying the signals in reference to the overlap coordinates (FIG. 5A) with the name of the RTK of FIG. 5B. See Example 4.

La FIG. 6 son un análisis de matrices de RTK de células endodérmicas pancreáticas derivadas de células iPS (PEC) en cuatro condiciones diferentes (paneles A, B, C y D descritos en el Ejemplo 5. Se observa la fosforilación de la tirosina de ciertos RTK mediante la identificación de señales de alta a baja intensidad. Los miembros de la familia IGF1R/IR y ERBB (EGFR) están identificados o encuadrados. Véase el Ejemplo 5. FIG. 6 are an analysis of RTK matrices of pancreatic endodermal cells derived from iPS cells (PEC) under four different conditions (panels A, B, C and D described in Example 5. Tyrosine phosphorylation of certain RTKs is observed by identification of high to low intensity signals Family members IGF1R / IR and ERBB (EGFR) are identified or framed See Example 5.

Las FIG.7A-C son gráficos que muestran las concentraciones de péptido C humano e insulina en sueros de ratones implantados para los experimentos E2314, E2356 y E2380 (FIG.7A), E2347 (FIG.7B) y E2354 (FIG.7C). FIG.7A: El tratamiento de las células que expresan PDX1 con heregulina in vitro mejora la secreción de insulina estimulada con glucosa tras el trasplante y la maduración in vivo. FIG.7B: Niveles de péptido C estimulados con glucosa a las 23 semanas del trasplante, 3 semanas antes de la inducción con STZ del modelo de diabetes de ratón. Los ratones implantados con PEC se analizaron en los tiempos indicados tras el injerto para determinar los niveles de péptido C humano en suero en ayunas, y 30 min y 60 min después de la administración de glucosa intraperitoneal. En la FIG. 7C, PEC se encapsuló con dispositivos de encapsulación de células (Encaptra® EN20 o EN20, ViaCyte, San Diego, CA) y, en algunos casos, los dispositivos tenían microperforaciones (pEN20, ViaCyte, San Diego, CA). Dichos dispositivos se han descrito en la patente de EE.UU. n° 8.278.106. Véase el Ejemplo 7. FIG. 7A-C are graphs showing the concentrations of human C-peptide and insulin in sera of implanted mice for experiments E2314, E2356 and E2380 (FIG. 7A), E2347 (FIG. 7B) and E2354 (FIG. 7C) . FIG. 7A: Treatment of cells expressing PDX1 with heregulin in vitro improves insulin secretion stimulated with glucose after transplantation and maturation in vivo. FIG. 7B: Glucose-stimulated C-peptide levels at 23 weeks after transplantation, 3 weeks before STZ induction of the mouse diabetes model. Mice implanted with PEC were analyzed at the times indicated after grafting to determine fasting serum human C-peptide levels, and 30 min and 60 min after intraperitoneal glucose administration. In FIG. 7C, PEC was encapsulated with cell encapsulation devices (Encaptra® EN20 or EN20, ViaCyte, San Diego, CA) and, in some cases, the devices had microperforations (pEN20, ViaCyte, San Diego, CA). Such devices have been described in US Pat. No. 8,278,106. See Example 7.

Las FIG. 8A-B son gráficos que muestran los resultados de los análisis de glucosa en sangre de ratones tratados con STZ para el Experimento n.° 2347. Se muestran las células beta secretoras de insulina sensibles a la glucosa derivadas de la glucosa en sangre de control de iPEC implantado en el modelo de diabetes inducida por STZ. FIG.8A: muestra la glucosa en sangre para cada uno de los 13 ratones (momento basal con y sin Heregulina). La Figura 8B muestra las mediciones medias combinadas para cada tratamiento (momento basal con y sin Heregulina). Se muestran las mediciones de los niveles de glucosa en sangre no en ayunas aleatorios para los 13 ratones implantados con injertos de iPEC hasta 14 días antes de ser tratados con STZ (día 0), y para los mismos ratones tras el tratamiento con STZ y tras explantarse los injertos. Los animales tratados con STZ recibieron STZ aproximadamente 26 semanas después del trasplante del injerto (día 0). A las 28 semanas del trasplante del injerto, aproximadamente 2 semanas después del inicio del tratamiento con STZ, se explantaron los injertos de iPEC (se retiraron). Las mediciones de glucosa en sangre no en ayunas se recogieron a lo largo del tiempo para cada uno de los animales. Véase el Ejemplo 7. FIG. 8A-B are graphs showing the results of blood glucose tests of mice treated with STZ for Experiment No. 2347. Glucose-sensitive insulin secreting beta cells derived from blood glucose control are shown. iPEC implanted in the STZ-induced diabetes model. FIG. 8A: shows blood glucose for each of the 13 mice (baseline with and without Heregulin). Figure 8B shows the combined mean measurements for each treatment (baseline with and without Heregulin). Measurements of non-fasting blood glucose levels are shown for the 13 mice implanted with iPEC grafts up to 14 days before being treated with STZ (day 0), and for the same mice after STZ treatment and after explanted the grafts. Animals treated with STZ received STZ approximately 26 weeks after graft transplantation (day 0). At 28 weeks after the graft transplant, approximately 2 weeks after the start of the STZ treatment, the iPEC grafts were explanted (removed). Non-fasting blood glucose measurements were collected over time for each animal. See Example 7.

Las FIG. 9A-E son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de PDX1 (FIG. 9A), NKX6.1 (FIG. 9B), PTF1A (FIG. 9C), NKX2.2 (FIG. 9D) y NGN3 (FIG. 9E). Véase el Ejemplo 8. FIG. 9A-E are bar graphs showing the relative levels of gene expression of PDX1 (FIG. 9A), NKX6.1 (FIG. 9B), PTF1A (FIG. 9C), NKX2.2 (FIG. 9D) and NGN3 ( FIG. 9E). See Example 8.

La FIG. 10 es una imagen fotográfica de un cultivo en suspensión de agregados en el que las células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1 (fase 2) se diferenciaron a células endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1 (fase 3) con la adición de 50 ng/ml de Activina A. Véase el Ejemplo 8. FIG. 10 is a photographic image of a suspension culture of aggregates in which the endodermal cells of the upper digestive tract negative in PDX1 (phase 2) were differentiated to endodermal cells of the upper digestive tract positive in PDX1 (phase 3) with the addition of 50 ng / ml of Activina A. See Example 8.

La FIG. 11 es una imagen fotográfica de cultivos en suspensión de agregados al final de la fase 3 (día 8, panel superior) y 4 (día 12, panel inferior) usando 5 ng/ml (ACT5) o 10 ng/ml (ACT10) de Activina A en la fase 3; o 5 ng/ml (ACT5) de Activina en las fases 3 y 4. Véase el Ejemplo 8. FIG. 11 is a photographic image of suspension cultures of aggregates at the end of phase 3 (day 8, upper panel) and 4 (day 12, lower panel) using 5 ng / ml (ACT5) or 10 ng / ml (ACT10) of Activin A in phase 3; or 5 ng / ml (ACT5) of Activin in phases 3 and 4. See Example 8.

La FIG. 12 son imágenes fotográficas de cultivos en suspensión durante la fase 4 (A-E, panel superior) o al final de la fase 4 (A-E, panel inferior). El panel superior muestra la adición de 10 ng/ml de Activina A y 2 ng/ml de Heregulina (ACT 10 HGN 2) o 20 ng/ml de Activina A y 2 ng/ml de Heregulina (ACT 20 HGN 2), o 20 ng/ml de Activina A y 10 ng/ml de Heregulina (ACT 20 HGN 10) o 10 ng/ml de Activina A, 2 ng/ml de Heregulina y 50 ng/ml de WNT (ACT 10 HGN 2 WNT 50) en la fase 3. El panel inferior muestra la adición de 25 ng/ml de Activina A (ACT 25), 50 ng/ml de Activina A (ACT 50), 75 ng/ml de Activina A (ACT 75) o 100 ng/ml de Activina A (ACT 100) en la fase 3. Todas las condiciones recibieron un bajo nivel de Activina y Heregulina en la fase 4. Véase el Ejemplo 9. FIG. 12 are photographic images of cultures in suspension during phase 4 (AE, upper panel) or at the end of phase 4 (AE, lower panel). The top panel shows the addition of 10 ng / ml of Activin A and 2 ng / ml of Heregulin (ACT 10 HGN 2) or 20 ng / ml of Activin A and 2 ng / ml of Heregulin (ACT 20 HGN 2), or 20 ng / ml of Activin A and 10 ng / ml of Heregulin (ACT 20 HGN 10) or 10 ng / ml of Activin A, 2 ng / ml of Heregulin and 50 ng / ml of WNT (ACT 10 HGN 2 WNT 50) in phase 3. The bottom panel shows the addition of 25 ng / ml of Activina A (ACT 25), 50 ng / ml of Activina A (ACT 50), 75 ng / ml of Activina A (ACT 75) or 100 ng / ml of Activin A (ACT 100) in phase 3. All conditions received a low level of Activin and Heregulin in phase 4. See Example 9.

Las FIG. 13A-C son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de NGN3 (FIG.13A), NKX2.2 (FIG.13B) y NKX6.1 (FIG.13C) cuando se añadieron Activina, Heregulina y WNT (AHW) en la fase 3, y cuando se añadieron Activina y Heregulina (AH) en la fase 4 como se describe en el Ejemplo 9. FIG. 13A-C are bar graphs showing the relative levels of gene expression of NGN3 (FIG. 13A), NKX2.2 (FIG. 13B) and NKX6.1 (FIG. 13C) when Activin, Heregulin and WNT (AHW) were added ) in phase 3, and when Activin and Heregulin (AH) were added in phase 4 as described in Example 9.

Las FIG. 14A-B son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de NKX6.1 (FIG.14A) y NGN3 (FIG.14B) cuando se añaden Activina, Heregulina y WNT (AHW) en la fase 3, y cuando se añadieron Activina y Heregulina (AH) en la fase 4 como se describe en el Ejemplo 10. FIG. 14A-B are bar graphs showing the relative levels of gene expression of NKX6.1 (FIG. 14A) and NGN3 (FIG. 14B) when Activin, Heregulin and WNT (AHW) are added in phase 3, and when added Activin and Heregulin (AH) in phase 4 as described in Example 10.

La FIG. 15 es un gráfico que muestra las concentraciones de péptido C humano en sueros de ratones implantados con PEC encapsuladas (control) y PEC modificadas encapsuladas (producidas usando Activina, Heregulina y WNT (AHW) en la fase 3, y Activina y Heregulina (AH) en fase 4). Los niveles de expresión se analizaron 11 semanas después del injerto en ayunas, 30 min y 60 min después de la administración de glucosa intraperitoneal. Véase el Ejemplo 10. FIG. 15 is a graph showing the concentrations of human C-peptide in sera from mice implanted with encapsulated PEC (control) and encapsulated modified PEC (produced using Activin, Heregulin and WNT (AHW) in phase 3, and Activin and Heregulin (AH) in phase 4). Expression levels were analyzed 11 weeks after fasting, 30 min and 60 min after intraperitoneal glucose administration. See Example 10.

La FIG. 16 es un gráfico que muestra la adición de las concentraciones de péptido C humano en sueros de ratones implantados con PEC encapsuladas (control) y PEC modificadas encapsuladas (producidas usando Activina, Heregulina y WNT (AHW) en la fase 3, y Activina y Heregulina (AH) en la fase 4). Los niveles de expresión se analizaron 14 semanas después del injerto en ayunas, 30 min y 60 min después de la administración de glucosa intraperitoneal. Véase el Ejemplo 10. FIG. 16 is a graph showing the addition of human C-peptide concentrations in sera from mice implanted with encapsulated PEC (control) and encapsulated modified PEC (produced using Activin, Heregulin and WNT (AHW) in phase 3, and Activin and Heregulin (AH) in phase 4). Expression levels were analyzed 14 weeks after fasting, 30 min and 60 min after intraperitoneal glucose administration. See Example 10.

La FIG. 17 es un gráfico de barras que muestra los niveles de expresión génica relativos de la Neurogenina 3 en los días 13, 15 y 17 después del tratamiento con un inhibidor de la gamma secretasa en la fase 5 como se describe en el Ejemplo 11. FIG. 17 is a bar graph showing the relative gene expression levels of Neurogenin 3 on days 13, 15 and 17 after treatment with a gamma secretase inhibitor in phase 5 as described in Example 11.

Las FIG. 18A-D son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de PDX1 (FIG.18A), NKX6.1 (FIG.18B), SOX9 (FIG.18C) y PTF1A (FIG.18D) tras la diferenciación de acuerdo con la Tabla 17 para las fases 1-5, para las fases 6 y 7, solo FBS, Se usó Matrigel y un inhibidor de la rho-quinasa además del medio DMEM base como se describe en el Ejemplo 12. FIG. 18A-D are bar graphs showing the relative levels of gene expression of PDX1 (FIG. 18A), NKX6.1 (FIG. 18B), SOX9 (FIG. 18C) and PTF1A (FIG. 18D) after differentiation according with Table 17 for phases 1-5, for phases 6 and 7, only FBS, Matrigel and a rho-kinase inhibitor were used in addition to the base DMEM medium as described in Example 12.

Las FIG. 19A-D son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de INS (FIG. 19A), GCG (FIG.19B), GHRL (FIG. 19C) y SST (FIG. 19D) en las mismas condiciones de diferenciación que en la FIG. FIG. 19A-D are bar graphs showing the relative levels of gene expression of INS (FIG. 19A), GCG (FIG. 19B), GHRL (FIG. 19C) and SST (FIG. 19D) under the same differentiation conditions as in FIG.

18 y como se describe en el Ejemplo 12.18 and as described in Example 12.

La FIG.20 es un gráfico que muestra las concentraciones de péptido C humano en sueros de ratones implantados con células endocrinas encapsuladas, según lo descrito en el Ejemplo 12 (E2395, Rag 2, semana 10 GSIS). Los niveles de expresión se analizaron 10 semanas después del injerto en ayunas y 60 min después de la administración de glucosa intraperitoneal. Véase el Ejemplo 12. FIG. 20 is a graph showing the concentrations of human C-peptide in sera from mice implanted with encapsulated endocrine cells, as described in Example 12 (E2395, Rag 2, week 10 GSIS). Expression levels were analyzed 10 weeks after fasting grafting and 60 min after intraperitoneal glucose administration. See Example 12.

La FIG.21 es un gráfico que muestra las concentraciones de péptido C humano en sueros de ratones implantados con células endocrinas encapsuladas, según lo descrito en el Ejemplo 12 (E2395, Rag 2, semana 15 GSIS). Los niveles de expresión se analizaron 15 semanas después del injerto en ayunas y 60 min después de la administración de glucosa intraperitoneal. Véase el Ejemplo 12. FIG. 21 is a graph showing the concentrations of human C-peptide in sera from mice implanted with encapsulated endocrine cells, as described in Example 12 (E2395, Rag 2, week 15 GSIS). Expression levels were analyzed 15 weeks after fasting grafting and 60 min after intraperitoneal glucose administration. See Example 12.

Las FIG. 22A-D son micrografías fotográficas que muestran agregados de células endocrinas diferenciados y madurados in vivo como se describe en el Ejemplo 12. El campo de las células se tiñe con DAPI (FIG. 22A) o anticuerpos contra NKX6.1 (FIG. 22B y FIG. 22C, tinción nuclear), y cromogranina A (FIG. 22B y FIG. 22D, citoplasmática). El mismo campo se muestra en todas las imágenes. Véase el Ejemplo 12. FIG. 22A-D are photographic micrographs showing aggregates of differentiated and matured endocrine cells in vivo as described in Example 12. The cell field is stained with DAPI (FIG. 22A) or antibodies against NKX6.1 (FIG. 22B and FIG. 22C, nuclear staining), and chromogranin A (FIG. 22B and FIG. 22D, cytoplasmic). The same field is shown in all images. See Example 12.

Las FIG. 23A-C son micrografías fotográficas que muestran agregados de células endocrinas como se describe en el Ejemplo 12. La FIG. 23A muestra un campo de células teñidas para INS (citoplasmático) y NKX6.1 (nuclear). La FIG. 23B muestra el mismo campo de células teñidas para INS (citoplasmático) y PDX1 (nuclear). La FIG. 23C muestra el mismo campo de células teñidas con DAPI. Véase el Ejemplo 12. FIG. 23A-C are photographic micrographs showing aggregates of endocrine cells as described in Example 12. FIG. 23A shows a field of cells stained for INS (cytoplasmic) and NKX6.1 (nuclear). FIG. 23B shows the same field of cells stained for INS (cytoplasmic) and PDX1 (nuclear). FIG. 23C shows the same field of cells stained with DAPI. See Example 12.

Las FIG. 24A-D son gráficos de barras que muestran datos de ARNm Nanostring de los niveles de expresión génica relativos de INS (FIG. 24A), NKX6.1 (FIG.24B), PDX1 (FIG. 24C) e ID1 (FIG. 24D) en las condiciones de diferenciación descritas en el Ejemplo 13. FIG. 24A-D are bar graphs showing Nanostring mRNA data of the relative gene expression levels of INS (FIG. 24A), NKX6.1 (FIG. 24B), PDX1 (FIG. 24C) and ID1 (FIG. 24D) under the differentiation conditions described in Example 13.

Las FIG. 25A-C son micrografías fotográficas que muestran agregados de células endocrinas como se describe en el Ejemplo 13. La FIG. 25A es un control sin adición de TT o BMP, La FIG. 25B muestra la adición de TT en la fase 7, La FIG. 25C muestra la adición de BMP en la fase 7. Las FIG. 25A-C muestran tinción para el péptido C (citoplasmático) y PDX1 (nuclear). FIG. 25A-C are photographic micrographs showing aggregates of endocrine cells as described in Example 13. FIG. 25A is a control without the addition of TT or BMP, FIG. 25B shows the addition of TT in phase 7, FIG. 25C shows the addition of BMP in phase 7. FIG. 25A-C show staining for peptide C (cytoplasmic) and PDX1 (nuclear).

Las FIG. 26A-B son micrografías fotográficas que muestran agregados de células endocrinas como se describe en el Ejemplo 13. La FIG. 26A se trata con TT y BMP en las etapas 6 y 7, y la FIG. 26B muestra la adición de TT y BMP en la fase 7. Las FIG. 26A y B muestran la tinción para el péptido C (citoplasmático) y PDX1 (nuclear). FIG. 26A-B are photographic micrographs showing aggregates of endocrine cells as described in Example 13. FIG. 26A is treated with TT and BMP in steps 6 and 7, and FIG. 26B shows the addition of TT and BMP in phase 7. FIG. 26A and B show staining for peptide C (cytoplasmic) and PDX1 (nuclear).

Las FIG. 27A-C son micrografías fotográficas que muestran agregados de células endocrinas como se describe en el Ejemplo 13 y representan los mismos campos que en la FIG.25. La FIG. 27A es un control sin adición de TT o BMP, La FIG. 27B muestra la adición de TT en la fase 7, La FIG. 27C muestra la adición de BMP en la fase 7. Las FIG. 27A-C muestran tinción para el péptido C (citoplasmático) y NKX6.1 (nuclear). FIG. 27A-C are photographic micrographs showing aggregates of endocrine cells as described in Example 13 and represent the same fields as in FIG. 25. FIG. 27A is a control without the addition of TT or BMP, FIG. 27B shows the addition of TT in phase 7, FIG. 27C shows the addition of BMP in phase 7. FIG. 27A-C show staining for peptide C (cytoplasmic) and NKX6.1 (nuclear).

Las FIG. 28A-B son micrografías fotográficas que muestran agregados de células endocrinas como se describe en el Ejemplo 13 y representan los mismos campos que en la FIG.26. La FIG. 28A se trata con TT y BMP en las fases 6 y 7, y la FIG. 28B muestra la adición de Tt y BMP en la fase 7. Las FIG. 28A y B muestran la tinción para el péptido C (citoplasmático) y NKX6.1 (nuclear). FIG. 28A-B are photographic micrographs showing aggregates of endocrine cells as described in Example 13 and represent the same fields as in FIG. 26. FIG. 28A is treated with TT and BMP in phases 6 and 7, and FIG. 28B shows the addition of Tt and BMP in phase 7. FIG. 28A and B show staining for peptide C (cytoplasmic) and NKX6.1 (nuclear).

Las FIG. 29A-E son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de los agregados endocrinos tratados con (barra derecha; d21 gi- d13-d15) o sin tratar (barra derecha; d21 gi- d13-d15+NIC d15) nicotinamida en la fase 6 y analizados el día 21 como se describe en el Ejemplo 13. FIG. 29A-E are bar graphs showing relative levels of gene expression of endocrine aggregates treated with (right bar; d21 g13d-d15) or untreated (right bar; d21 g13d13-d15 + IAS d15) nicotinamide in phase 6 and analyzed on day 21 as described in Example 13.

La FIG. 30 muestra imágenes fotográficas (días 21, 22 y 23) de cultivos en suspensión de agregados de células endocrinas disociados y reagregados al comienzo de la fase 7, seguido de la adición de FBS solo, tanto FBS (panel A) como Matrigel al 0,05 % (MG; panel B), tanto FBS como Y-27632 10 pM (Y; panel C) o los tres, FBS, Matrigel (Mg ) al 0,05 % y Y-27632 10 pM (Y; panel D) como se describe en el Ejemplo 14. FIG. 30 shows photographic images (days 21, 22 and 23) of suspended cultures of aggregates of dissociated and regrouped endocrine cells at the beginning of phase 7, followed by the addition of FBS alone, both FBS (panel A) and Matrigel at 0, 05% (MG; panel B), both FBS and Y-27632 10 pM (Y; panel C) or all three, FBS, Matrigel (Mg) 0.05% and Y-27632 10 pM (Y; panel D) as described in Example 14.

Las FIG. 31A-D son gráficos de barras que muestran los niveles relativos de expresión génica de NKX6.1 (FIG.31A), NKX2.2 (FIG.31B), PDX1 (FIG. 31C) e INS (FIG. 31D) que comparan las condiciones de diferenciación con y sin Nogina durante 1, 2 y 3 días. Véase el Ejemplo 15. FIG. 31A-D are bar graphs showing the relative levels of gene expression of NKX6.1 (FIG. 31A), NKX2.2 (FIG. 31B), PDX1 (FIG. 31C) and INS (FIG. 31D) that compare the Differentiation conditions with and without Nogina for 1, 2 and 3 days. See Example 15.

Las FIG. 32A-C son gráficos de barras que muestran datos de ARNm Nanostring de los niveles de expresión génica relativos de INS y GCG (FIG. 32A), GHRL y SST (FIG. 32B) y PDX1 e ID1 (FIG. 32C) que describen el efecto sobre la expresión génica por los factores indicados. Véase el Ejemplo 16. FIG. 32A-C are bar graphs showing Nanostring mRNA data of the relative gene expression levels of INS and GCG (FIG. 32A), GHRL and SST (FIG. 32B) and PDX1 and ID1 (FIG. 32C) that describe the effect on gene expression by the indicated factors. See Example 16.

Las FIG. 33A-C son gráficos de barras que muestran datos de ARNm Nanostring de los niveles de expresión génica relativos de PDX1, NKX6.1, PTF1A, SOX9 (FIG. 33A); INS, GCG, PPY, GHRL (FIG. 33B) y PCSK1, GCK, SLC30A8, G6PC2 (FIG.33C) que describe las subpoblaciones endocrinas (CHGA+) y las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) en cultivos reagregados en comparación con los cultivos no reagregados. Véase el Ejemplo 17. FIG. 33A-C are bar graphs showing Nanostring mRNA data of the relative gene expression levels of PDX1, NKX6.1, PTF1A, SOX9 (FIG. 33A); INS, GCG, PPY, GHRL (FIG. 33B) and PCSK1, GCK, SLC30A8, G6PC2 (FIG. 33C) describing endocrine subpopulations (CHGA +) and non-endocrine subpopulations (CHGA-) in regrouped crops compared to crops not regrouped See Example 17.

La FIG.34 es un gráfico que muestra las concentraciones de péptido C humano en sueros de ratones implantados con células endocrinas encapsuladas, según lo descrito en el Ejemplo 18, donde los tipos de células endocrinas (CHGA+) se enriquecieron por disociación y reagregación al inicio de la fase 7 (muestra reagregada) y en comparación con las células diferenciadas de la misma manera pero no reagregadas (muestra de control). Los niveles de expresión se analizaron 21 semanas después del injerto en ayunas, 30 min y 60 min después de la administración de glucosa intraperitoneal. Véase el Ejemplo 18. FIG. 34 is a graph showing the concentrations of human C-peptide in sera from mice implanted with encapsulated endocrine cells, as described in Example 18, where endocrine cell types (CHGA +) were enriched by dissociation and reintegration at baseline. of phase 7 (re-aggregated sample) and compared to differentiated cells in the same way but not re-aggregated (control sample). Expression levels were analyzed 21 weeks after fasting, 30 min and 60 min after intraperitoneal glucose administration. See Example 18.

Las FIG. 35A-C son gráficos de barras que muestran los datos de ARNm Nanostring de los niveles de expresión génica relativos de CHGA, INS, GCG, GHRL, PPY, SST (FIG. 35A); GCK, G6CP2, UCN3, PCSK1 (FIG. 35B); HNF1a, HNF4A, SLC30A8, CADH1 (FIG. 35C) que describe el efecto de los medios basados en DMEM y CMRL durante la fase 7. Véase el Ejemplo 19. FIG. 35A-C are bar graphs showing Nanostring mRNA data of the relative gene expression levels of CHGA, INS, GCG, GHRL, PPY, SST (FIG. 35A); GCK, G6CP2, UCN3, PCSK1 (FIG. 35B); HNF1a, HNF4A, SLC30A8, CADH1 (FIG. 35C) describing the effect of DMEM and CMRL based media during phase 7. See Example 19.

Las FIG. 36A-C son micrografías fotográficas que muestran los agregados de células endocrinas de la fase 7 como se describe en el Ejemplo 20. Los agregados no se han vuelto a agregar en la fase 7. El mismo campo en la FIG. FIG. 36A-C are photographic micrographs showing the aggregates of endocrine cells of phase 7 as described in Example 20. The aggregates have not been added again in phase 7. The same field in FIG.

36A y en la FIG. 36B se tiñen para INS (citoplasmático) y GCG (citoplasmático), respectivamente; y la FIG.36C se tiñe para NKX6.1 (nuclear) y péptido C (citoplasmático).36A and in FIG. 36B are stained for INS (cytoplasmic) and GCG (cytoplasmic), respectively; and FIG. 36C is stains for NKX6.1 (nuclear) and C-peptide (cytoplasmic).

Las FIG. 37A-C son micrografías fotográficas que muestran los agregados de células endocrinas de la fase 7 como se describe en el Ejemplo 20. Los agregados se han vuelto a agregar en la fase 7. El mismo campo en la FIG. 37A y la FIG. 37B se tiñen para INS (citoplasmático) y GCG (citoplasmático), respectivamente; y la FIG.37C se tiñe para NKX6.1 (nuclear) y péptido C (citoplasmático). FIG. 37A-C are photographic micrographs showing the aggregates of endocrine cells of phase 7 as described in Example 20. The aggregates have been added again in phase 7. The same field in FIG. 37A and FIG. 37B are stained for INS (cytoplasmic) and GCG (cytoplasmic), respectively; and FIG. 37C is stained for NKX6.1 (nuclear) and C-peptide (cytoplasmic).

La FIG.38 es un gráfico que muestra las concentraciones de péptido C humano en sueros de ratones implantados con células endocrinas encapsuladas, según lo descrito en el Ejemplo 20, mediante lo que los cultivos celulares se congelaron (crioconservaron) y se descongelaron (F/T), y no se disociaron ni reagregaron (lado izquierdo), o no se congelaron (recién preparados) y se disociaron y reagregaron al inicio de la fase 7 (lado derecho). Los niveles de expresión se analizaron 12 semanas después del injerto en ayunas, 30 min y 60 min después de la administración de glucosa intraperitoneal. Véase el Ejemplo 21. FIG. 38 is a graph showing the concentrations of human C-peptide in sera from mice implanted with encapsulated endocrine cells, as described in Example 20, whereby the cell cultures were frozen (cryopreserved) and thawed (F / T), and did not dissociate or reintegrate (left side), or did not freeze (freshly prepared) and dissociate and regregate at the beginning of phase 7 (right side). Expression levels were analyzed 12 weeks after fasting, 30 min and 60 min after intraperitoneal glucose administration. See Example 21.

Las FIG. 39A-B son gráficos de barras que muestran datos de ARNm Nanostring de los niveles de expresión génica relativos de INS, GCG (FIG. 39A) y SST, GHRL (FIG. 39B) que describen el efecto del alto contenido de glucosa exógena durante la fase 6 en la expresión de la hormona endocrina. Véase el Ejemplo 21. FIG. 39A-B are bar graphs showing Nanostring mRNA data of the relative gene expression levels of INS, GCG (FIG. 39A) and SST, GHRL (FIG. 39B) that describe the effect of high exogenous glucose content during phase 6 in endocrine hormone expression. See Example 21.

Las FIG. 40A-B es una micrografía fotográfica que muestra los agregados de células endocrinas de la fase 7 como se describe en el Ejemplo 21 con un alto contenido de glucosa exógena durante la fase 7. La FIG. 40A muestra la tinción para INS (citoplasmática) y la FIG. 40B para GCG (citoplasmática). FIG. 40A-B is a photographic micrograph showing the aggregates of endocrine cells of phase 7 as described in Example 21 with a high exogenous glucose content during phase 7. FIG. 40A shows staining for INS (cytoplasmic) and FIG. 40B for GCG (cytoplasmic).

La FIG. 41 muestra un gráfico de citometría de flujo que muestra el enriquecimiento de células beta endocrinas inmaduras de la fase 7 tratadas primero con Py1, un agente de unión al cinc, y se clasifica por fluorescencia. Véase el Ejemplo 24. FIG. 41 shows a flow cytometry graph showing the enrichment of immature phase 7 beta endocrine cells first treated with Py1, a zinc binding agent, and is classified by fluorescence. See Example 24.

Las FIG. 42A-C son gráficos de barras que muestran datos de ARNm Nanostring de los niveles de expresión génica relativos de INS, GCG, GHRL, IAPP, SST y SST (FIG. 42A); PAX4, PDX1, ARX, NKX6.1 (FIG.42B); y PCSK1, GCK, G6PC2 y SLC30A8 (FIG. 42C) que caracterizan e identifican las células enriquecidas a partir del tipo de cinc. Véase el Ejemplo 24. FIG. 42A-C are bar graphs that show Nanostring mRNA data of the relative gene expression levels of INS, GCG, GHRL, IAPP, SST and SST (FIG. 42A); PAX4, PDX1, ARX, NKX6.1 (FIG. 42B); and PCSK1, GCK, G6PC2 and SLC30A8 (FIG. 42C) that characterize and identify the enriched cells from the zinc type. See Example 24.

La FIG.43 es un diagrama esquemático de las fases 1-4 para la producción de células endodérmicas pancreáticas (PEC) in vitro, y el desarrollo y la maduración de células beta secretoras de insulina in vivo. El diagrama también muestra las dos subpoblaciones principales de PEC, células endocrinas (CHGA+) y no endocrinas (CHGA-). Células madre embrionarias (ESC), mesendodermo (ME), endodermo definitivo (DE), tracto digestivo superior (FG), tracto digestivo superior posterior (pFG) y epitelio pancreático o endodermo pancreático (PE). FIG. 43 is a schematic diagram of phases 1-4 for the production of pancreatic endodermal cells (PEC) in vitro, and the development and maturation of insulin secreting beta cells in vivo. The diagram also shows the two main subpopulations of PEC, endocrine (CHGA +) and non-endocrine (CHGA-) cells. Embryonic stem cells (ESC), mesendoderm (ME), definitive endoderm (ED), upper digestive tract (FG), posterior superior digestive tract (pFG) and pancreatic epithelium or pancreatic endoderm (PE).

La FIG. 44 es un diagrama esquemático de las fases 1-7 para la producción de células endocrinas in vitro. El diagrama también muestra que los altos niveles de Activina (fase 3) seguidos de los bajos niveles de Activina y la eliminación de WNT (fase 4) reprimen o inhiben la expresión de NGN3, que luego se expresa durante la fase 5 con la adición de un inhibidor de la gamma secretasa. Células madre embrionarias (ESC), mesendodermo (ME), endodermo definitivo (DE), tracto digestivo superior (FG), tracto digestivo superior posterior (pFG) y epitelio pancreático o endodermo pancreático (PE). FIG. 44 is a schematic diagram of phases 1-7 for the production of endocrine cells in vitro. The diagram also shows that high levels of Activin (phase 3) followed by low levels of Activin and the elimination of WNT (phase 4) repress or inhibit the expression of NGN3, which is then expressed during phase 5 with the addition of a gamma secretase inhibitor. Embryonic stem cells (ESC), mesendoderm (ME), definitive endoderm (ED), upper digestive tract (FG), posterior superior digestive tract (pFG) and pancreatic epithelium or pancreatic endoderm (PE).

La FIG. 45 es un diagrama esquemático de las fases 1-7 para la producción de células endocrinas in vitro. El diagrama también muestra las fases, los factores de crecimiento, los tipos de células y marcadores distintivos de cada tipo de célula: células madre embrionarias (ESC), mesendodermo (ME), endodermo definitivo (DE), tracto digestivo superior (FG), tracto digestivo superior posterior (pFG), epitelio pancreático o endodermo pancreático (PE), célula pre-beta (pre-B; o célula beta inmadura) y célula beta (célula p). FIG. 45 is a schematic diagram of phases 1-7 for the production of endocrine cells in vitro. The diagram also shows the phases, growth factors, cell types and distinctive markers of each cell type: embryonic stem cells (ESC), mesendoderm (ME), definitive endoderm (ED), upper digestive tract (FG), Posterior upper digestive tract (pFG), pancreatic epithelium or pancreatic endoderm (PE), pre-beta cell (pre-B; or immature beta cell) and beta cell (p cell).

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

La presente invención se puede entender más rápidamente con referencia a la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención y los ejemplos incluidos en la misma. Sin embargo, antes de desvelarse y describirse los presentes compuestos, composiciones y métodos, ha de comprenderse que la presente invención no se limita a tipos de células específicos, capas de células alimentadoras específicas, condiciones específicas o métodos específicos, etc., y como tal, puede variar. Numerosas modificaciones y variaciones en la misma serán evidentes para los expertos en la materia. También debe entenderse que la terminología usada en el presente documento únicamente tiene el fin de describir realizaciones específicas, y no se pretende que sea limitante.The present invention can be understood more quickly with reference to the following detailed description of the preferred embodiments of the invention and the examples included therein. However, before the present compounds, compositions and methods are disclosed and described, it should be understood that the present invention is not limited to specific cell types, specific feeder cell layers, specific conditions or specific methods, etc., and as such , may vary. Numerous modifications and variations in it will be apparent to those skilled in the art. It should also be understood that the terminology used herein is solely for the purpose of describing specific embodiments, and is not intended to be limiting.

En el presente documento, se describen varias composiciones celulares derivadas de células madre pluripotentes, y se pueden encontrar en las solicitudes de patente de EE. UU. del solicitante n.°: 10/486.408, titulada "MEt Ho DS Fo R CULTURE OF HESC ON FEEDER CELLS", presentada el martes 6 de agosto de 2002; 11/021.618, titulada "DEFINITIVE ENDODERM", presentada el jueves 23 de diciembre de 2004; 11/115.868, titulada "PDX1 EXPRESSING ENDODERM", presentada el martes 26 de abril de 2005; 11/165.305, titulada "METHODS FOR IDENTIFYING FACTORS FOR DIFFERENTIATING DEFINITIVE ENDODERM", presentada el jueves 23 de junio de 2005; 11/573.662, titulada "METHODS FOR INCREASING DEFINITIVE ENDODERM DIFFERENTIATION OF PLURIPOTENT HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS WITH PI-3 KINASE INHIBITORS", presentada el lunes 15 de agosto de 2005; 12/729.084, titulada "PDX1-EXPRESSING DORSAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM", presentada el jueves 27 de octubre de 2005; 12/093.590, titulada "MARKERS OF DEFINITIVE ENDODERM", presentada el lunes 14 de noviembre de 2005; 11/993.399, titulada "EMBRYONIC STEM CELL CULTURE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF", presentada el martes 20 de junio de 2006; 11/588.693, titulada "PDX1-EXPRESSING DORSAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM", presentada el viernes 27 de octubre de 2006; 11/681.687, titulada "ENDOCRINE PROGENITOR/PRECURSOR CELLS", "PANCREATIC HORMONE-EXPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTION", presentada el viernes 2 de marzo de 2007; 11/807.223, titulada "METHODS FOR CULTURE AND PRODUCTION OF SINGLE CELL POPULATIONS OF HESC", presentada el jueves 24 de mayo de 2007; 11/773.944, titulada "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES", presentada el jueves 5 de julio de 2007; 11/860.494, titulada "METHODS FOR INCREASING DEFINITIVE ENDODERM PRODUCTION", presentada el lunes 24 de septiembre de 2007; 12/099.759, titulada "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES", presentada el martes 8 de abril de 2008; 12/107.020, titulada "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FORM HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS", presentada el lunes 21 de abril de 2008; 12/618.659, titulada "ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", presentada el viernes 13 de noviembre de 2009; 12/765.714 y 13/761.078, ambas tituladas "CELL COMPOSITIONS FROM DEDIFFERENTIATED REPROGRAMMED CELLS", presentada el 22 de abril de 2010 y el 6 de febrero de 2013; 11/838.054, titulada "COMPOSITIONS AND METHODS USEFUL FOR CULTURING DIFFERENTIABLE CELLS", presentada el lunes 13 de agosto de 2007; 12/264.760, titulada "STEM CELL AGGREGATE SUSPENSION COMPOSITIONS AND METHODS OF DIFFERENTIATION THEREOF", presentada el martes 4 de noviembre de 2008; 13/259.15, titulada "SMALL MOLECULES SUPPORTING PLURIPOTENT CELL GROWTH", presentada el martes 27 de abril de 2010; PCT/US11/25628, titulada "LOADING SYSTEM FOR AN ENCAPSULATION DEVICE", presentada el lunes 21 de febrero de 2011; 13/992.931, titulada "AGENTS AND METHODS FOR INHIBITING PLURIPOTENT STEM CELLS", presentada el martes 28 de diciembre de 2010; y la solicitudes de diseño de EE.UU. n.°: 29/408.366, presentada el 12 de diciembre de 2011; 29/408.368, presentada el 12 de diciembre de 2011; 29/423.365, presentada el jueves 31 de mayo de 2012; n.° 29/447.944, presentada el miércoles 13 de marzo de 2013; y las solicitudes provisionales de EE.UU. n.°: 61/774.443, titulada "SEMIPERMEABLE MACRO IMPLANTABLE CELLULAR ENCAPSULATION DEVICES", presentada el jueves 7 de marzo de 2013; 61/775.480, titulada "CRYOPRESERVATION, HIBERNATION AND ROOM TEMPERATURE STORAGE OF ENCAPSULATED PANCREATIC ENDODERM CELL AGGREGATES", presentada el viernes 8 de marzo de 2013; y 61/781.005, titulada "IN VITRO DIFFERENTIATION OF PLURIPOTENT STEM CELLS TO PANCREATIC ENDODERM CELLS (PEC) AND ENDOCRINE CELLS", presentada el jueves 14 de marzo de 2013.Various cellular compositions derived from pluripotent stem cells are described herein, and can be found in US patent applications. UU. of applicant no .: 10 / 486.408, entitled "MEt Ho DS Fo R CULTURE OF HESC ON FEEDER CELLS", filed on Tuesday, August 6, 2002; 11,021,618, entitled "DEFINITIVE ENDODERM", presented on Thursday, December 23, 2004; 11 / 115,868, entitled "PDX1 EXPRESSING ENDODERM", presented on Tuesday, April 26, 2005; 11 / 165,305, entitled "METHODS FOR IDENTIFYING FACTORS FOR DIFFERENTIATING DEFINITIVE ENDODERM", presented on Thursday, June 23, 2005; 11 / 573,662, entitled "METHODS FOR INCREASING DEFINITIVE ENDODERM DIFFERENTIATION OF PLURIPOTENT HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS WITH PI-3 KINASE INHIBITORS", presented on Monday, August 15, 2005; 12 / 729,084, entitled "PDX1-EXPRESSING DORSAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM", presented on Thursday, October 27, 2005; 12 / 093,590, entitled "MARKERS OF DEFINITIVE ENDODERM", presented on Monday, November 14, 2005; 11 / 993,399, entitled "EMBRYONIC STEM CELL CULTURE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF", presented on Tuesday, June 20, 2006; 11 / 588,693, entitled "PDX1-EXPRESSING DORSAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM", presented on Friday, October 27, 2006; 11 / 681,687, entitled "ENDOCRINE PROGENITOR / PRECURSOR CELLS", "PANCREATIC HORMONE-EXPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTION", presented on Friday, March 2, 2007; 11 / 807,223, entitled "METHODS FOR CULTURE AND PRODUCTION OF SINGLE CELL POPULATIONS OF HESC", presented on Thursday, May 24, 2007; 11 / 773,944, entitled "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES", presented on Thursday, July 5, 2007; 11 / 860,494, entitled "METHODS FOR INCREASING DEFINITIVE ENDODERM PRODUCTION", presented on Monday, September 24, 2007; 12 / 099,759, entitled "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES", presented on Tuesday, April 8, 2008; 12 / 107.020, entitled "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FORM HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS", presented on Monday, April 21, 2008; 12 / 618,659, entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", presented on Friday, November 13, 2009; 12 / 765,714 and 13 / 761,078, both entitled "CELL COMPOSITIONS FROM DEDIFFERENTIATED REPROGRAMMED CELLS", filed on April 22, 2010 and February 6, 2013; 11 / 838,054, entitled "COMPOSITIONS AND METHODS USEFUL FOR CULTURING DIFFERENTIABLE CELLS", presented on Monday, August 13, 2007; 12 / 264,760, entitled "STEM CELL AGGREGATE SUSPENSION COMPOSITIONS AND METHODS OF DIFFERENTIATION THEREOF", presented on Tuesday, November 4, 2008; 13 / 259.15, entitled "SMALL MOLECULES SUPPORTING PLURIPOTENT CELL GROWTH", presented on Tuesday, April 27, 2010; PCT / US11 / 25628, entitled "LOADING SYSTEM FOR AN ENCAPSULATION DEVICE", presented on Monday, February 21, 2011; 13 / 992,931, entitled "AGENTS AND METHODS FOR INHIBITING PLURIPOTENT STEM CELLS", presented on Tuesday, December 28, 2010; and the US design requests No .: 29 / 408,366, filed on December 12, 2011; 29 / 408,368, filed on December 12, 2011; 29 / 423,365, filed on Thursday, May 31, 2012; No. 29 / 447,944, filed on Wednesday, March 13, 2013; and provisional US applications No .: 61 / 774,443, entitled "SEMIPERMEABLE MACRO IMPLANTABLE CELLULAR ENCAPSULATION DEVICES", presented on Thursday, March 7, 2013; 61 / 775,480, entitled "CRYOPRESERVATION, HIBERNATION AND ROOM TEMPERATURE STORAGE OF ENCAPSULATED PANCREATIC ENDODERM CELL AGGREGATES", presented on Friday, March 8, 2013; and 61 / 781.005, entitled "IN VITRO DIFFERENTIATION OF PLURIPOTENT STEM CELLS TO PANCREATIC ENDODERM CELLS (PEC) AND ENDOCRINE CELLS", presented on Thursday, March 14, 2013.

DefinicionesDefinitions

Se apreciará que los intervalos numéricos expresados en el presente documento incluyen los puntos finales establecidos y describen todos los números enteros entre los puntos finales del intervalo numérico establecido. It will be appreciated that the numerical ranges expressed herein include the established endpoints and describe all integers between the endpoints of the established numerical range.

A menos que se indique lo contrario, los términos usados en el presente documento deben entenderse de acuerdo con el uso convencional por los expertos en la materia pertinente. Asimismo, a los efectos de la presente memoria descriptiva y de las reivindicaciones adjuntas, salvo que se indique lo contrario, se comprende que todos los números que expresan cantidades de ingredientes, porcentajes o proporciones de materiales, condiciones de reacción y otros valores numéricos usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, deben entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos expuestos en la siguiente memoria descriptiva y reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se busca obtener mediante la presente invención. Como mínimo, y no en un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe interpretarse al menos a la luz del número de dígitos significativos indicados y mediante la aplicación de técnicas de redondeo habituales.Unless otherwise indicated, the terms used in this document should be understood in accordance with conventional use by experts in the relevant field. Also, for the purposes of this specification and the appended claims, unless otherwise indicated, it is understood that all numbers expressing quantities of ingredients, percentages or proportions of materials, reaction conditions and other numerical values used in The specification and in the claims should be understood as modified in all cases by the term "approximately". Therefore, unless otherwise indicated, the numerical parameters set forth in the following specification and appended claims are approximations that may vary depending on the desired properties that are sought to be obtained by the present invention. At a minimum, and not in an attempt to limit the application of the doctrine of equivalents to the scope of the claims, each numerical parameter must be interpreted at least in the light of the number of significant digits indicated and by the application of usual rounding techniques.

La práctica de las realizaciones descritas en el presente documento emplea, salvo que se indique lo contrario, técnicas convencionales de biología celular, biología molecular, la genética, química, microbiología, ADN recombinante e inmunología.The practice of the embodiments described herein employs, unless otherwise indicated, conventional techniques of cell biology, molecular biology, genetics, chemistry, microbiology, recombinant DNA and immunology.

El término "célula", como se usa en el presente documento, también se refiere a células individuales, estirpes celulares o cultivos derivados de dichas células. Un "cultivo" se refiere a una composición que comprende células aisladas del mismo tipo o de un tipo diferente. "Cultivo", "población" o "población celular", como se usan en el presente documento, pueden ser y se usan indistintamente, y su significado será evidente dependiendo del contexto. Por ejemplo, el término "población" puede ser un cultivo celular de más de una célula que tenga las mismas características de identificación o puede ser un cultivo de más de un tipo de célula que tenga diferentes características de identificación, por ejemplo, una población, en un contexto, puede ser una subpoblación en otro contexto. El término "subpoblación" se refiere a un subconjunto de un cultivo o de una población de células cuando se usa para describir ciertos tipos de células dentro del cultivo celular o de la población celular. The term "cell", as used herein, also refers to individual cells, cell lines or cultures derived from said cells. A "culture" refers to a composition comprising isolated cells of the same or a different type. "Cultivation", "population" or "cell population", as used herein, can be and are used interchangeably, and their meaning will be evident depending on the context. For example, the term "population" may be a cell culture of more than one cell having the same identification characteristics or it may be a culture of more than one type of cell having different identification characteristics, for example, a population, in one context, it can be a subpopulation in another context. The term "subpopulation" refers to a subset of a culture or a population of cells when used to describe certain types of cells within the cell culture or cell population.

Como se usa en el presente documento, la expresión "células madre totipotentes" se refiere a las células que tienen la capacidad de diferenciarse en todas las células que constituyen un organismo, tales como las células que se producen a partir de la fusión de un óvulo y un espermatozoide. Las células producidas por las primeras divisiones del óvulo fertilizado también pueden ser totipotentes. Estas células pueden diferenciarse en tipos de células embrionarias y extraembrionarias. Las células madre pluripotentes, tales como las células ES, por ejemplo, pueden dar lugar a cualquier tipo de células fetales o adultas. Sin embargo, solas no pueden convertirse en un animal fetal o adulto, porque carecen del potencial para desarrollar tejido extraembrionario. El tejido extraembrionario es, en parte, derivado del endodermo extraembrionario, y se puede clasificar además en endodermo parietal (membrana de Reichert) y endodermo visceral (forma parte del saco vitelino). Tanto el endodermo parietal como el visceral apoyan los desarrollos del embrión, pero no forman estructuras embrionarias. También existen otros tejidos extraembrionarios, que incluyen el mesodermo extraembrionario y el ectodermo extraembrionario.As used herein, the term "totipotent stem cells" refers to cells that have the ability to differentiate into all cells that constitute an organism, such as cells that are produced from the fusion of an egg. and a sperm. The cells produced by the first divisions of the fertilized egg can also be totipotent. These cells can be differentiated into embryonic and extraembryonic cell types. Pluripotent stem cells, such as ES cells, for example, can give rise to any type of fetal or adult cells. However, they cannot become a fetal or adult animal alone, because they lack the potential to develop extraembryonic tissue. The extraembryonic tissue is, in part, derived from the extraembryonic endoderm, and can also be classified into parietal endoderm (Reichert's membrane) and visceral endoderm (part of the yolk sac). Both the parietal and visceral endoderm support embryo developments, but do not form embryonic structures. There are also other extra-embryonic tissues, which include the extra-embryonic mesoderm and the extra-embryonic ectoderm.

En algunas realizaciones, se usa una "célula pluripotente" como material de partida para la diferenciación al linaje endodérmico, o más particularmente, a las células de tipo endodermo pancreático. Como se usa en el presente documento, "pluripotencia" o "células pluripotentes" o equivalentes de las mismas se refieren a las células que son capaces de proliferar en el cultivo celular y de diferenciarse hacia variosvarias poblaciones de células de linaje restringido que presentan propiedades multipotentes, por ejemplo, tanto las células Es pluripotentes como las células madre pluripotentes inducidas (iPS) pueden dar lugar a cada uno de los tres linajes de células embrionarias. Las células pluripotentes, sin embargo, no son capaces de producir un organismo completo. Es decir, las células pluripotentes no son totipotentes.In some embodiments, a "pluripotent cell" is used as a starting material for differentiation to the endodermal lineage, or more particularly, to pancreatic endoderm type cells. As used herein, "pluripotence" or "pluripotent cells" or equivalent thereof refers to cells that are capable of proliferating in cell culture and differentiating into several populations of restricted lineage cells that have multipotent properties. For example, both pluripotent Es cells and induced pluripotent stem cells (iPS) can give rise to each of the three embryonic cell lineages. Pluripotent cells, however, are not able to produce a complete organism. That is, pluripotent cells are not totipotent.

En determinadas realizaciones, las células pluripotentes usadas como material de partida son células madre, entre las que se incluyen las células hES, células hEG, células iPS, incluso células partenogénicas y similares. Como se usa en el presente documento, "embrionario" puede referirse a un intervalo de fases del desarrollo de un organismo que comienza con un solo cigoto y termina con una estructura multicelular que ya no comprende células pluripotentes o totipotentes distintas de las células gaméticas desarrolladas. Las células pluripotentes no se derivan o no se derivan inmediatamente de embriones, por ejemplo, las células iPS se derivan de una célula no pluripotente, por ejemplo, una célula multipotente o célula diferenciada terminalmente. Las estirpes de células madre pluripotentes humanas usadas en el presente documento incluyen hESC e iPSC, o cualquiera de las enumeradas en la Tabla 4.In certain embodiments, the pluripotent cells used as starting material are stem cells, including hES cells, hEG cells, iPS cells, even parthenogenic cells and the like. As used herein, "embryonic" may refer to a range of phases of the development of an organism that begins with a single zygote and ends with a multicellular structure that no longer comprises pluripotent or totipotent cells other than the developed gamnetic cells. Pluripotent cells are not derived or not immediately derived from embryos, for example, iPS cells are derived from a non-pluripotent cell, for example, a multipotent cell or terminal differentiated cell. The human pluripotent stem cell lines used herein include hESC and iPSC, or any of those listed in Table 4.

Las células madre pluripotentes humanas también se pueden definir o caracterizar por la presencia de varios factores de transcripción y proteínas de la superficie celular, incluyendo los factores de transcripción Oct-4, Nanog y Sox-2, que forman el complejo regulador central que garantiza la supresión de los genes que conducen a la diferenciación y al mantenimiento de la pluripotencia; y antígenos de la superficie celular, tales como los glicolípidos SSEA3, SSEA4 y los antígenos de sulfato de queratina, Tra-1-60 y Tra-1-81, y fosfatasa alcalina.Human pluripotent stem cells can also be defined or characterized by the presence of various transcription factors and cell surface proteins, including the Oct-4, Nanog and Sox-2 transcription factors, which form the central regulatory complex that guarantees the suppression of genes that lead to differentiation and maintenance of pluripotency; and cell surface antigens, such as glycolipids SSEA3, SSEA4 and keratin sulfate antigens, Tra-1-60 and Tra-1-81, and alkaline phosphatase.

Como se usa en el presente documento, la expresión "células madre pluripotentes inducidas" o "células iPS" o "iPSC", se refiere a un tipo de célula madre pluripotente preparada artificialmente a partir de una célula no pluripotente, normalmente, una célula somática adulta o célula diferenciada terminalmente, tal como un fibroblasto, una célula hematopoyética, un miocito, una neurona, una célula epidérmica o similares, insertando ciertos genes o productos genéticos, denominados factores de reprogramación. Véase Takahashi et al., Cell 131:861-872 (2007); Wernig et al., Nature 448:318-324 (2007); Park et al., Nature 451:141-146 (2008). Estos y otros métodos conocidos posteriores para la preparación de iPSC son bien conocidos, y la forma en que se derivan o producen iPSC no es limitante de la presente invención. Las células madre pluripotentes inducidas son esencialmente similares a las células madre pluripotentes humanas naturales, tales como las células hES, en muchos aspectos incluyendo, la expresión de ciertos genes y proteínas de células madre, patrones de metilación de la cromatina, tiempo de duplicado, formación de cuerpos embrionarios, formación del teratomas, formación de quimeras viables, y potencia y capacidad de diferenciación. Las células iPS humanas proporcionan una fuente de células madre pluripotentes sin el uso asociado de embriones.As used herein, the term "induced pluripotent stem cells" or "iPS cells" or "iPSC" refers to a type of pluripotent stem cell artificially prepared from a non-pluripotent cell, usually a somatic cell adult or terminally differentiated cell, such as a fibroblast, a hematopoietic cell, a myocyte, a neuron, an epidermal cell or the like, inserting certain genes or genetic products, called reprogramming factors. See Takahashi et al., Cell 131: 861-872 (2007); Wernig et al., Nature 448: 318-324 (2007); Park et al., Nature 451: 141-146 (2008). These and other subsequent known methods for the preparation of iPSC are well known, and the way in which iPSC is derived or produced is not limiting of the present invention. Induced pluripotent stem cells are essentially similar to natural human pluripotent stem cells, such as hES cells, in many aspects including, the expression of certain genes and stem cell proteins, chromatin methylation patterns, duplication time, formation of embryonic bodies, formation of teratomas, formation of viable chimeras, and power and capacity of differentiation. Human iPS cells provide a source of pluripotent stem cells without the associated use of embryos.

Como se usa en el presente documento, el término "reprogramación", "reprogramados" o sus equivalentes, se refiere a un proceso que confiere a una célula una capacidad considerablemente superior para formar una progenie de al menos un nuevo tipo de célula, ya sea en cultivo o in vivo, de lo que tendría en las mismas condiciones sin reprogramación. En ciertas realizaciones descritas en el presente documento, Las células somáticas se "reprograman" a células pluripotentes. En determinados aspectos, las células somáticas se reprograman cuando, tras suficiente proliferación, una proporción medible de células, ya sea in vivo o en un cultivo celular in vitro, muestra características fenotípicas del nuevo tipo de célula pluripotente. Sin reprogramación, dichas células somáticas no darían lugar a una progenie que presentara características fenotípicas del nuevo tipo de célula pluripotente. Si, incluso sin reprogramación, las células somáticas pudieran dar lugar a una progenie con características fenotípicas del nuevo tipo de célula pluripotente, la proporción de la progenie de estas células somáticas que muestra características fenotípicas del nuevo tipo de célula pluripotente es considerablemente mayor que antes de la reprogramación.As used herein, the term "reprogramming", "reprogramming" or its equivalents, refers to a process that gives a cell considerably greater capacity to form a progeny of at least one new type of cell, either in culture or in vivo, of what it would have in the same conditions without reprogramming. In certain embodiments described herein, somatic cells are "reprogrammed" to pluripotent cells. In certain aspects, somatic cells are reprogrammed when, after sufficient proliferation, a measurable proportion of cells, either in vivo or in an in vitro cell culture , shows phenotypic characteristics of the new pluripotent cell type. Without reprogramming, these somatic cells would not give rise to a progeny that had phenotypic characteristics of the new type of pluripotent cell. If, even without reprogramming, somatic cells could lead to a progeny with phenotypic characteristics of the new type of pluripotent cell, the proportion of the progeny of these somatic cells showing phenotypic characteristics of the new type of pluripotent cell is considerably greater than before reprogramming

Como se usa en el presente documento, la expresión "programación de diferenciación" se refiere a un proceso que cambia una célula para formar una progenie de al menos un nuevo tipo de célula con un nuevo estado de diferenciación, ya sea en cultivo o in vivo, del que tendría en las mismas condiciones sin reprogramación de la diferenciación. Este proceso incluye la diferenciación, desdiferenciación y transdiferenciación. Por consiguiente, como se usa en el presente documento, la expresión "diferenciación" se refiere al proceso mediante el que una célula menos especializada se convierte en un tipo de célula más especializada. Por el contrario, la expresión "desdiferenciación" se refiere a un proceso celular en el que una célula diferenciada de manera parcial o terminal vuelve a una etapa de desarrollo anterior, tal como una célula que tiene pluripotencia o multipotencia. En mayor contraste, la expresión "transdiferenciación" se refiere a un proceso de transformación de un tipo de célula diferenciada en otro tipo de célula diferenciada.As used herein, the term "differentiation programming" refers to a process that changes a cell to form a progeny of at least one new cell type with a new state of differentiation, either in culture or in vivo. , which would have the same conditions without reprogramming the differentiation. This process includes differentiation, dedifferentiation and transdifferentiation. Therefore, as used herein, the term "differentiation" refers to the process by which a less specialized cell becomes a more specialized type of cell. On the contrary, the expression "dedifferentiation" refers to a cellular process in which a partially or terminal differentiated cell returns to an earlier stage of development, such as a cell that has pluripotence or multipotence. In greater contrast, the term "transdifferentiation" refers to a process of transforming a differentiated cell type into another differentiated cell type.

Como se usa en el presente documento, "multipotencia" o "célula multipotente" o sus equivalentes se refieren a un tipo de célula que puede dar lugar a un número limitado de otros tipos de células en particular. Es decir, las células multipotentes se comprometen con uno o más destinos de células embrionarias, y por lo tanto, en contraste con las células pluripotentes, no pueden dar lugar a cada uno de los tres linajes de células embrionarias, ni a células extraembrionarias. Las células somáticas multipotentes son más diferenciadas en relación con las células pluripotentes, pero no se diferencian terminalmente. Las células pluripotentes, por lo tanto, tienen una mayor potencia que las células multipotentes. Los factores determinantes de la potencia que pueden reprogramar células somáticas o que se usan para generar células iPS incluyen, pero sin limitación, factores tales como Oct-4, Sox2, FoxD3, UTF1, Stella, Rex1, ZNF206, Sox15, Myb12, Lin28, Nanog, DPPA2, ESG1, Otx2 o combinaciones de los mismos.As used herein, "multipotence" or "multipotent cell" or its equivalents refers to a type of cell that can result in a limited number of other particular cell types. That is, multipotent cells engage with one or more embryonic cell destinations, and therefore, in contrast to pluripotent cells, cannot give rise to each of the three embryonic cell lineages, nor to extraembryonic cells. Multipotent somatic cells are more differentiated in relation to pluripotent cells, but do not differ terminally. Pluripotent cells, therefore, have greater potency than multipotent cells. Power determining factors that can reprogram somatic cells or that are used to generate iPS cells include, but are not limited to, factors such as Oct-4, Sox2, FoxD3, UTF1, Stella, Rex1, ZNF206, Sox15, Myb12, Lin28, Nanog, DPPA2, ESG1, Otx2 or combinations thereof.

Como se usa en el presente documento, "unipotente" o "unipotencia" o "célula unipotente" o sus equivalentes, se refiere a un tipo de célula que puede dar lugar a una sola célula de otro linaje. Por ejemplo, las células beta inmaduras según lo descrito en el presente documento tienen la capacidad de diferenciarse solo en células beta de insulina, y no tienen el potencial de diferenciarse en células de glucagón (alfa), células de somatostatina (delta) y células de polipéptido pancreático (gamma), por ejemplo. Por el contrario, las células precursoras endocrinas, las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1, las células endodérmicas definitivas o las células mesendodérmicas, y las células hES son todas células multipotentes o pluripotentes (hESC) que pueden dar lugar a cada una de entre células de los islotes pancreáticos alfa, beta, delta y gamma. De forma similar, las células de los islotes pancreáticos alfa, beta, delta y gamma son células de linaje de células precursoras endocrinas, células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1, células endodérmicas definitivas o células mesendodérmicas, y células hES.As used herein, "unipotent" or "unipotent" or "unipotent cell" or its equivalents, refers to a type of cell that can give rise to a single cell of another lineage. For example, immature beta cells as described herein have the ability to differentiate only into insulin beta cells, and do not have the potential to differentiate into glucagon (alpha) cells, somatostatin (delta) cells and pancreatic polypeptide (gamma), for example. In contrast, endocrine precursor cells, PDX1-positive pancreatic endodermal cells, definitive endodermal cells or mesenddermal cells, and hES cells are all multipotent or pluripotent cells (hESC) that can give rise to each of the cells between pancreatic islets alpha, beta, delta and gamma. Similarly, the alpha, beta, delta and gamma pancreatic islet cells are endocrine precursor cell lineage cells, PDX1 positive pancreatic endodermal cells, definitive endodermal cells or mesedermal cells, and hES cells.

Como se usa en el presente documento, las células "de una sola hormona" y "polihormonales" se refieren a células que expresan solo una hormona (por ejemplo, las células beta inmaduras y las células beta expresan solo la proteína insulina, y no la proteína glucagón o somatostatina), o expresan más de una o múltiples hormonas (por ejemplo, las células precursoras endocrinas o células progenitoras tienen subpoblaciones de células que expresan 2, 3 o 4 o más hormonas en la misma célula). Como se usa en el presente documento, El "agente activador de la tirosina quinasa del receptor de ERBB" incluye, pero sin limitación, al menos 16 ligandos de la familia de EGF diferentes que se unen a los receptores de ERBB: e Gf (factor de crecimiento epidérmico), AG o AREG (Anfirregulina) y TGF-Alfa (factor de crecimiento transformante alfa), Btc (Betacelulina), HBEGF (EGF de unión a heparina) y Ereg (epirregulina), Neuregulinas (o Heregulinas) tales como Neuregulina-1, -2, -3 y -4 (o Heregulina-1, -2, -3 y -4). Sin embargo, la presente invención contempla cualquier ligando que sea capaz de unirse a uno cualquiera de los cuatro receptores de ERBB o una combinación de los mismos para inducir la formación de complejos de receptores homodiméricos y heterodímeros que conducen a la activación del dominio de la quinasa intrínseca y la posterior fosforilación. Véase también la Tabla 13.As used herein, "single hormone" and "polyhormonal" cells refer to cells that express only one hormone (eg, immature beta cells and beta cells express only insulin protein, and not glucagon or somatostatin protein), or express more than one or multiple hormones (for example, endocrine precursor cells or progenitor cells have subpopulations of cells that express 2, 3 or 4 or more hormones in the same cell). As used herein, the "ERBB receptor tyrosine kinase activating agent" includes, but is not limited to, at least 16 different EGF family ligands that bind to ERBB receptors: e Gf (factor of epidermal growth), AG or AREG (Anfirregulina) and TGF-Alfa (transforming growth factor alpha), Btc (Betacellulin), HBEGF (EGF binding to heparin) and Ereg (epirregulin), Neuregulins (or Heregulins) such as Neuregulin -1, -2, -3 and -4 (or Heregulin-1, -2, -3 and -4). However, the present invention contemplates any ligand that is capable of binding to any one of the four ERBB receptors or a combination thereof to induce the formation of homodimeric and heterodimer receptor complexes that lead to the activation of the kinase domain. intrinsic and subsequent phosphorylation. See also Table 13.

La expresión "linaje celular", como se usa en el presente documento, se refiere a todas las fases del desarrollo de un tipo celular, desde la célula precursora más antigua hasta una célula completamente madura (es decir, una célula especializada). Por ejemplo, una "célula de linaje endodérmico definitivo" o una "célula de linaje endodérmico negativa en PDX1" o una "célula de linaje endodérmico pancreático positiva en PDX1" o una "célula de linaje precursor endocrino" o una "célula de linaje endocrino" o una "célula de linaje beta inmaduro" y similares se refieren a células derivadas de o diferenciadas de una célula endodérmica definitiva, una célula endodérmica negativa en PDX1, una célula endodérmica pancreática positiva en PDX1 y similares. una célula endodérmica definitiva es un linaje de una célula mesendodérmica, uno de sus precursores. Una célula endodérmica pancreática positiva en PDX-1 es un linaje de una célula endodérmica definitiva, uno de sus precursores. Un precursor endocrino en el linaje de una célula pancreática positiva en PDX1, una célula endodérmica definitiva y una célula mesendodérmica, todos son sus precursores. Una célula beta inmadura en un linaje de una célula precursora endocrina, una célula pancreática positiva en PDX1, una célula endodérmica definitiva y una célula mesendodérmica, todos son sus precursores. Una célula beta es el único linaje, por ejemplo, de una célula beta inmadura. No obstante, todas las células del linaje endodérmico descritas en el presente documento son células del linaje hES.The term "cell lineage," as used herein, refers to all phases of the development of a cell type, from the oldest precursor cell to a fully mature cell (ie, a specialized cell). For example, a "definitive endodermal lineage cell" or a "PDX1 negative endodermal lineage cell" or a "PDX1 positive pancreatic endodermal lineage cell" or an "endocrine precursor lineage cell" or an "endocrine lineage cell "or an" immature beta lineage cell "and the like refer to cells derived from or differentiated from a definitive endodermal cell, a negative endodermal cell in PDX1, a pancreatic positive endodermal cell in PDX1 and the like. A definitive endodermal cell is a lineage of a mesedermal cell, one of its precursors. A positive pancreatic endodermal cell in PDX-1 is a lineage of a definitive endodermal cell, one of its precursors. An endocrine precursor in the lineage of a pancreatic cell positive in PDX1, a definitive endodermal cell and a mesededermal cell, all are its precursors. An immature beta cell in a lineage of an endocrine precursor cell, a PDX1 positive pancreatic cell, a definitive endodermal cell and a mesodermal cell, all are its precursors. A beta cell is the only lineage, for example, of an immature beta cell. However, all cells of the endodermal lineage described herein are cells of the hES lineage.

Una "célula precursora" o "célula progenitora", como se usa en el presente documento, en general, puede ser cualquier célula de una vía de diferenciación celular que sea capaz de diferenciarse en una célula más madura. Como tales, una célula precursora puede ser una célula pluripotente, o puede ser una célula multipotente parcialmente diferenciada o una célula diferenciada reversiblemente. La expresión "población de células precursoras" se refiere a un grupo de células capaces de desarrollarse en un tipo de célula más maduro o diferenciado. Una población de células precursoras puede comprender células que sean pluripotentes, células que tengan un linaje de células madre restringido (es decir, células capaces de desarrollarse en menos de todos los linajes ectodérmicos, o en, por ejemplo, solo células de linaje neuronal), y células que están reversiblemente restringidas al linaje de células madre. Por lo tanto, el término "célula progenitora" o "célula precursora" puede ser una "célula pluripotente" o "célula multipotente". A "precursor cell" or "progenitor cell", as used herein, in general, can be any cell of a cell differentiation pathway that is capable of differentiating into a more mature cell. As such, a precursor cell can be a pluripotent cell, or it can be a partially differentiated multipotent cell or a reversibly differentiated cell. The term "population of precursor cells" refers to a group of cells capable of developing in a more mature or differentiated cell type. A population of precursor cells may comprise cells that are pluripotent, cells that have a restricted stem cell lineage (i.e., cells capable of developing in less than all ectodermal lineages, or in, for example, only neuronal lineage cells), and cells that are reversibly restricted to the stem cell lineage. Therefore, the term "progenitor cell" or "precursor cell" can be a "pluripotent cell" or "multipotent cell".

Una "célula progenitora/precursora endocrina", como se usa en el presente documento, se refiere a una célula multipotente del linaje endodérmico definitivo que expresa al menos un marcador de la lista que consiste en neurogenina 3 (NEUROG3), PDX1, PTF1A, SOX9, NKX6.1, HNF1b, GATA4, HNF6, FOXA1, FOXA2, GATA6, MYT1, ISLET1, NEUROD, SNAIL2, MNX1, IA1, RFX6, PAX4, PAX6, NKX2.2, MAFA y MAFB, que pueden diferenciarse aún más en células del sistema endocrino, incluyendo, pero sin limitación, células que expresan la hormona del islote pancreático. Las células progenitoras/precursoras endocrinas no pueden diferenciarse en tantas células diferentes, tipos de tejidos y/u órganos en comparación con las células del linaje endodérmico definitivo diferenciadas menos específicamente, tales como las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o las células endodérmicas definitivas o las células mesendodérmicas. Las células progenitoras/precursoras endocrinas se describen en detalle en al menos la patente de EE. UU. n.° 8.129.182.An "endocrine progenitor / precursor cell", as used herein, refers to a multipotent cell of the definitive endodermal lineage that expresses at least one marker on the list consisting of neurogenin 3 (NEUROG3), PDX1, PTF1A, SOX9 , NKX6.1, HNF1b, GATA4, HNF6, FOXA1, FOXA2, GATA6, MYT1, ISLET1, NEUROD, SNAIL2, MNX1, IA1, RFX6, PAX4, PAX6, NKX2.2, MAFA and MAFB, which can be further differentiated into cells of the endocrine system, including, but not limited to, cells that express the hormone of the pancreatic islet. Endocrine progenitor / precursor cells cannot be differentiated into so many different cells, tissue types and / or organs compared to definitively differentiated definitive endodermal lineage cells, such as PDX1-positive pancreatic endodermal cells or definitive endodermal cells or cells. mesedermal cells. Endocrine progenitor / precursor cells are described in detail in at least US Pat. UU. No. 8,129,182.

Como se usan en el presente documento, las expresiones "desarrollarse a partir de células pluripotentes", "diferenciarse de las células pluripotentes", "madurar a partir de células pluripotentes" o "producirse a partir de células pluripotentes", "derivarse de células pluripotentes", "diferenciarse de células pluripotentes" y las expresiones equivalentes se refieren a la producción de un tipo de células diferenciadas a partir de células pluripotentes in vitro o in vivo, por ejemplo, en el caso de células endocrinas maduradas a partir de células endodérmicas pancreáticas PDX1 trasplantadas in vivo como se describe en la solicitud de patente internacional n.° PCT/US2007/015536, titulada "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES". Todos estos términos y expresiones se refieren a la progresión de una célula desde la fase de tener el potencial de diferenciarse en al menos dos linajes celulares diferentes para convertirse en una célula especializada y diferenciada terminalmente. Dichos términos se pueden usar indistintamente para los fines de la presente solicitud. Las realizaciones descritas en el presente documento contemplan condiciones de cultivo que permiten que dicha diferenciación sea reversible, de modo que se pueda recuperar selectivamente la pluripotencia o al menos la capacidad de diferenciarse en más de un linaje celular. As used herein, the terms "develop from pluripotent cells", "differentiate from pluripotent cells", "mature from pluripotent cells" or "produced from pluripotent cells", "derive from pluripotent cells""," differentiate from pluripotent cells "and the equivalent expressions refer to the production of a differentiated cell type from pluripotent cells in vitro or in vivo, for example, in the case of mature endocrine cells from pancreatic endodermal cells PDX1 transplanted in vivo as described in International Patent Application No. PCT / US2007 / 015536, entitled "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES". All these terms and expressions refer to the progression of a cell from the phase of having the potential to differentiate into at least two different cell lines to become a specialized and terminal differentiated cell. These terms may be used interchangeably for the purposes of this application. The embodiments described herein contemplate culture conditions that allow such differentiation to be reversible, so that the pluripotency or at least the ability to differentiate into more than one cell lineage can be selectively recovered.

La expresión "célula alimentadora" se refiere a un cultivo de células que crece in vitro y secreta al menos un factor en el medio de cultivo, y que se puede usar para apoyar el crecimiento de otra célula de interés en el cultivo. Como se usa en el presente documento, una "capa de células alimentadoras" se puede usar indistintamente con el término "célula alimentadora". Una célula alimentadora puede comprender una monocapa, en la que las células alimentadoras cubren la superficie de la placa de cultivo con una capa completa antes de crecer una encima de la otra, o pueden comprender grupos de células. En una realización preferida, la célula alimentadora comprende una monocapa adherente.The term "feeder cell" refers to a cell culture that grows in vitro and secretes at least one factor in the culture medium, and that can be used to support the growth of another cell of interest in the culture. As used herein, a "feeder cell layer" can be used interchangeably with the term "feeder cell." A feeder cell can comprise a monolayer, in which the feeder cells cover the surface of the culture plate with a full layer before growing on top of each other, or they can comprise groups of cells. In a preferred embodiment, the feeder cell comprises an adherent monolayer.

De forma similar, las realizaciones en las que los cultivos de células pluripotentes o los cultivos en suspensión pluripotentes agregados se hacen crecer en condiciones o sistemas de cultivo definidos sin el uso de células alimentadoras están "exentos de células alimentadoras". Los métodos de cultivo exentos de células alimentadoras aumentan la escalabilidad y reproducibilidad del cultivo de células pluripotentes y reduce el riesgo de contaminación, por ejemplo, mediante agentes infecciosos de las células alimentadoras u otros componentes de cultivo de origen animal. Los métodos exentos de células alimentadoras también se describen en la patente de EE. UU. n.° 6.800.480 de Bodnar et al., (asignado a Geron Corporation, Menlo Park, California). Sin embargo, y en contraste con la patente de EE.UU. n.° 6.800.480, las realizaciones descritas en el presente documento, ya sean cultivos de células pluripotentes, multipotentes o diferenciadas, están exentos de células alimentadoras y no contienen además una matriz extracelular endógena o exógena; es decir, los cultivos descritos en el presente documento están exentos de matriz extracelular, además de estar exentos de células alimentadoras. Por ejemplo, en la patente de EE.UU. n.° 6.800.480, la matriz extracelular se prepara mediante el cultivo de fibroblastos, lisando los fibroblastos in situ y luego lavando lo que queda tras la lisis. Como alternativa, en la patente de EE.UU. n.° 6.800.480, la matriz extracelular también se puede preparar a partir de un componente de matriz aislado o una combinación de componentes seleccionados entre colágeno, matriz placentaria, fibronectina, laminina, merosina, tenascina, sulfato de heparina, sulfato de condroitina, dermatán sulfato, agrecán, biglicano, trombospondina, vitronectina y decorina. Las realizaciones descritas en el presente documento ni producen una matriz extracelular mediante el crecimiento de una capa alimentadora o de fibroblastos y el lisado de las células para producir la matriz extracelular; ni requieren primero recubrir el vaso de cultivo tisular con un componente de matriz extracelular o una combinación de componentes de matriz extracelular seleccionados entre colágeno, matriz placentaria, fibronectina, laminina, merosina, tenascina, sulfato de heparina, sulfato de condroitina, dermatán sulfato, agrecán, biglicano, trombospondina, vitronectina y decorina. Por consiguiente, los cultivos en suspensión de agregados descritos en el presente documento para células pluripotentes, multipotentes y diferenciadas no requieren una capa alimentadora, una célula alimentadora o fibroblástica lisada para producir un recubrimiento de matriz extracelular, una matriz extracelular o componente de matriz añadido exógenamente; en cambio, el uso de un componente de suero humano soluble como se describe en la solicitud internacional PCT/US2008/080516, titulada "METHODS AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM", cubre la necesidad de una célula alimentadora o una monocapa alimentadora, cubriendo a la vez la necesidad de una matriz extracelular endógena de una célula alimentadora o fibroblástica o de componentes de matriz extracelular añadidos exógenamente.Similarly, embodiments in which pluripotent cell cultures or aggregated pluripotent suspension cultures are grown under defined culture conditions or systems without the use of feeder cells are "free of feeder cells." Culture methods exempt from feeder cells increase the scalability and reproducibility of the pluripotent cell culture and reduce the risk of contamination, for example, by means of infectious agents of the feeder cells or other culture components of animal origin. Methods free of feeder cells are also described in US Pat. UU. No. 6,800,480 to Bodnar et al., (assigned to Geron Corporation, Menlo Park, California). However, and in contrast to US Pat. No. 6,800,480, the embodiments described herein, whether they are cultures of pluripotent, multipotent or differentiated cells, are exempt from feeder cells and do not further contain an endogenous or exogenous extracellular matrix; that is, the cultures described herein are free of extracellular matrix, in addition to being free of feeder cells. For example, in US Pat. No. 6,800,480, the extracellular matrix is prepared by culturing fibroblasts, lysing the fibroblasts in situ and then washing what is left after lysis. As an alternative, in US Pat. No. 6,800,480, the extracellular matrix can also be prepared from an isolated matrix component or a combination of components selected from collagen, placental matrix, fibronectin, laminin, merosine, tenascin, heparin sulfate, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, aggrecan, biglican, thrombospondin, vitronectin and decorin. The embodiments described herein neither produce an extracellular matrix by growing a feeder or fibroblast layer and lysing the cells to produce the extracellular matrix; nor do they first require coating the tissue culture vessel with an extracellular matrix component or a combination of extracellular matrix components selected from collagen, placental matrix, fibronectin, laminin, merosin, tenascin, heparin sulfate, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, aggrecan , biglican, thrombospondin, vitronectin and decorin. Therefore, suspension cultures of aggregates described herein for pluripotent, multipotent and differentiated cells do not require a feeder layer, a lysed feeder or fibroblast cell to produce an extracellular matrix coating, an extracellular matrix or exogenously added matrix component. ; instead, the use of a soluble human serum component as described in the international application PCT / US2008 / 080516, entitled "METHODS AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM", covers the need for a feeder cell or a feeder monolayer, while covering the need for an endogenous extracellular matrix of a feeder or fibroblast cell or exogenously added extracellular matrix components.

Como se usan en el presente documento, los términos "agrupación" y "grupo" o "agregado" se pueden usar indistintamente, y, en general, se refieren a un grupo de células que no se han disociado en células individuales y que luego se han agregado formando agrupaciones o, que tienen contacto cercano de célula a célula. El término "reagregarse", como se usa en el presente documento, se refiere a cuando las agrupaciones, grupos y/o agregados se disocian en agrupaciones, grupos y/o agregados menores, o células individuales y luego forman nuevos contactos de célula a célula mediante la agregación en agrupaciones, grupos y/o agregados. Esta disociación normalmente es de naturaleza manual (tal como usando una pipeta Pasteur), pero se contemplan otros medios de disociación. Los cultivos de células pluripotentes o multipotentes en suspensión agregadas son esencialmente como se describe en las publicaciones internacionales PCT/US2007/062755, titulada "COMPOSITIONS AND METHODS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELLS" y PCT/US2008/082356, titulada "STEM CELL AGGREGATE SUSPENSION COMPOSITIONS AND METHODS OF DIFFERENTIATION THEREOF".As used herein, the terms "grouping" and "group" or "aggregate" may be used interchangeably, and, in general, refer to a group of cells that have not dissociated into individual cells and which are then they have added forming clusters or, that have close contact from cell to cell. The term "reintegrate", as used herein, refers to when groupings, groups and / or aggregates they dissociate into smaller clusters, groups and / or aggregates, or individual cells and then form new cell-to-cell contacts by aggregation into clusters, groups and / or aggregates. This dissociation is usually of a manual nature (such as using a Pasteur pipette), but other means of dissociation are contemplated. The cultures of aggregated pluripotent or multipotent cells in suspension are essentially as described in the international publications PCT / US2007 / 062755, entitled "COMPOSITIONS AND METHODS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELLS" and PCT / US2008 / 082356, entitled "STEM CELL AGGREGATE SUSPENSION AND COMPOSITIONS COMPOSITIONS METHODS OF DIFFERENTIATION THEREOF ".

La expresión "suspensión de una sola célula" o sus equivalentes se refiere a una suspensión de una sola célula pluripotente, multipotente o diferenciada terminalmente, o una suspensión de una sola célula derivada de una célula pluripotente o multipotente, mediante cualquier medio mecánico o químico. Existen varios métodos para disociar agrupaciones de células para formar suspensiones de una sola célula de tejidos primarios, células unidas en cultivo y agregados, por ejemplo, fuerzas físicas (disociación mecánica tal como raspador de células, trituración a través de una pipeta de orificio estrecho, aspiración con aguja fina, desagregación vorticial y filtración forzada a través de una malla fina de nylon o acero inoxidable), enzimas (disociación enzimática tal como tripsina, colagenasa, Accutase™ y similares), o una combinación de ambos. Además, métodos y condiciones de medios de cultivo capaces de soportar la disociación en células individuales de células pluripotentes, multipotentes o diferenciadas son útiles para la expansión, la clasificación celular y la siembra definida para los ensayos de placas de múltiples pocillos y permiten la automatización de los procedimientos de cultivo y la expansión clónica.The term "single cell suspension" or its equivalents refers to a suspension of a single pluripotent, multipotent or terminal differentiated cell, or a suspension of a single cell derived from a pluripotent or multipotent cell, by any mechanical or chemical means. There are several methods to dissociate cell clusters to form suspensions of a single cell of primary tissues, cells bound in culture and aggregates, for example, physical forces (mechanical dissociation such as cell scraper, crushing through a narrow bore pipette, fine needle aspiration, vortex disaggregation and forced filtration through a fine nylon or stainless steel mesh), enzymes (enzymatic dissociation such as trypsin, collagenase, Accutase ™ and the like), or a combination of both. In addition, methods and conditions of culture media capable of supporting the dissociation into individual cells of pluripotent, multipotent or differentiated cells are useful for expansion, cell sorting and sowing defined for multi-well plate assays and allow the automation of cultivation procedures and clonic expansion.

En realizaciones preferidas, los métodos de cultivo o los sistemas de cultivo están exentos de productos de origen animal. En otra realización preferida, los métodos de cultivo son exentos de xeno. En realizaciones aún más preferidas, una o más condiciones o requisitos para la fabricación comercial de productos terapéuticos de células humanas cumplían o superaban los métodos de cultivo descritos en el presente documento.In preferred embodiments, culture methods or culture systems are exempt from products of animal origin. In another preferred embodiment, the culture methods are free of xeno. In even more preferred embodiments, one or more conditions or requirements for the commercial manufacture of human cell therapeutic products met or exceeded the culture methods described herein.

La población de células pluripotentes se puede cultivar además en presencia de ciertos factores de crecimiento suplementarios para obtenerse una población de células que se desarrollan o se desarrollarán en diferentes linajes celulares, o se puedan revertir selectivamente para poder desarrollarse en diferentes linajes celulares. La expresión "factor de crecimiento suplementario" se usa en su contexto más amplio, y se refiere a una sustancia que es eficaz para potenciar el crecimiento de una célula pluripotente, mantener la supervivencia de una célula, estimular la diferenciación de una célula y/o estimular la reversión de la diferenciación de una célula. Además, un factor de crecimiento suplementario puede ser una sustancia que sea secretada por una célula alimentadora en su medio. Dichas sustancias incluyen, pero sin limitación, citocinas, quimiocinas, moléculas pequeñas, anticuerpos neutralizantes y proteínas. Los factores de crecimiento también pueden incluir polipéptidos de señalización intercelular, que controlan el desarrollo y el mantenimiento de las células, así como la forma y función de los tejidos. En realizaciones preferidas, el factor de crecimiento suplementario se selecciona del grupo que comprende el factor de células madre (SCF), oncostatina M (OSM), factor neurotrófico ciliar (CNTF), interleucina-6 (IL-6) en combinación con el receptor de interleucina-6 soluble (IL-6R), un factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), una proteína morfogenética ósea (BMP), factor de necrosis tumoral (TNF) y factor estimulante de colonias de macrófagos de granulocitos (GM-CSF).The population of pluripotent cells can also be cultured in the presence of certain supplementary growth factors to obtain a population of cells that develop or develop in different cell lineages, or can be selectively reversed to be able to develop in different cell lineages. The term "supplementary growth factor" is used in its broadest context, and refers to a substance that is effective in enhancing the growth of a pluripotent cell, maintaining the survival of a cell, stimulating the differentiation of a cell and / or Stimulate the reversal of cell differentiation. In addition, a supplementary growth factor can be a substance that is secreted by a feeder cell in its environment. Such substances include, but are not limited to, cytokines, chemokines, small molecules, neutralizing antibodies and proteins. Growth factors may also include intercellular signaling polypeptides, which control the development and maintenance of cells, as well as the shape and function of tissues. In preferred embodiments, the supplemental growth factor is selected from the group comprising the stem cell factor (SCF), oncostatin M (OSM), ciliary neurotrophic factor (CNTF), interleukin-6 (IL-6) in combination with the receptor of soluble interleukin-6 (IL-6R), a fibroblast growth factor (FGF), a bone morphogenetic protein (BMP), tumor necrosis factor (TNF) and granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) .

En ciertos procesos para producir las células como se describe en el presente documento, los factores de crecimiento se retiran del cultivo celular o de la población celular tras su adición. Por ejemplo, el factor de crecimiento, tal como la Activina A, Activina B, GDF-8 o GDF-11 se pueden añadir y retirar en aproximadamente un día, aproximadamente dos días, aproximadamente tres días, aproximadamente cuatro días, aproximadamente cinco días, aproximadamente seis días, aproximadamente siete días, aproximadamente ocho días, aproximadamente nueve días o aproximadamente diez días tras su adición. En algunas realizaciones, los factores de diferenciación no se retiran del cultivo celular en sí, pero su omisión del medio de cultivo celular es un medio de eliminación, por ejemplo, el cambio de un medio de cultivo celular que contenía Activina a uno que no contenía Activina.In certain processes to produce the cells as described herein, growth factors are removed from the cell culture or from the cell population after their addition. For example, the growth factor, such as Activin A, Activin B, GDF-8 or GDF-11 can be added and removed in about one day, about two days, about three days, about four days, about five days, approximately six days, approximately seven days, approximately eight days, approximately nine days or approximately ten days after its addition. In some embodiments, the differentiation factors are not removed from the cell culture itself, but its omission of the cell culture medium is a means of elimination, for example, the change from a cell culture medium containing Activin to one that did not contain Activina

Debido a que la eficiencia del proceso de diferenciación se puede ajustar modificando ciertos parámetros, que incluyen, pero sin limitación, condiciones de crecimiento celular, concentraciones de factores de crecimiento y la duración de las etapas de cultivo, los procedimientos de diferenciación descritos en el presente documento pueden dar lugar al aproximadamente 5 %, aproximadamente 10 %, aproximadamente 15 %, aproximadamente 20 %, aproximadamente 25 %, aproximadamente 30 %, aproximadamente 35 %, aproximadamente 40 %, aproximadamente 45 %, aproximadamente 50 %, aproximadamente 55 %, aproximadamente 60 %, aproximadamente 65 %, aproximadamente 70 %, aproximadamente 75 %, aproximadamente 80 %, aproximadamente 85 %, aproximadamente 90 %, aproximadamente 95 % o más del aproximadamente 95 % de conversión de las células pluripotentes, que incluye células pluripotentes inducidas, a células multipotentes o diferenciadas, por ejemplo, endodermo definitivo. Por otra parte, la tasa de conversión o la tasa de eficiencia también pueden referirse a la diferenciación de un tipo de célula multipotente en una célula multipotente diferenciada adicional, por ejemplo, de endodérmicas definitivas a endodérmicas del tracto digestivo superior, endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1, endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o endodérmicas pancreáticas positivas tanto en PDX1 como en NKX6.1, progenitoras/precursoras endocrinas o progenitoras/precursoras endocrinas positivas tanto en NGN3 como en NKX2.2 y células endocrinas secretoras de hormonas o células endocrinas positivas solo en INS, GCG, GHRL, SST, PP. En los procesos en los que se emplea el aislamiento de células mesendodérmicas o en estrías preprimitivas, se puede recuperar una población de células mesendodérmicas o en estrías preprimitivas pura.Because the efficiency of the differentiation process can be adjusted by modifying certain parameters, including, but not limited to, cell growth conditions, growth factor concentrations and the duration of the culture steps, the differentiation procedures described herein. document can give rise to about 5%, about 10%, about 15%, about 20%, about 25%, about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, approximately 65%, approximately 70%, approximately 75%, approximately 80%, approximately 85%, approximately 90%, approximately 95% or more than approximately 95% conversion of pluripotent cells, which includes induced pluripotent cells, to multipotent or differentiated cells, for example, definitive endoderm. On the other hand, the conversion rate or the efficiency rate can also refer to the differentiation of a multipotent cell type into an additional differentiated multipotent cell, for example, from definitive to endodermal endodermic of the upper digestive tract, endodermal of the upper digestive tract positive in PDX1, positive pancreatic endodermal in PDX1 or positive pancreatic endodermal in both PDX1 and NKX6.1, endocrine progenitor / precursor or endocrine progenitor / precursor positive in both NGN3 and NKX2.2 and endocrine hormone secreting cells or positive endocrine cells only in INS, GCG, GHRL, SST, PP. In the processes in which the isolation of mesenddermal cells or in preprimitive stretch marks is used, a population of mesenddermal cells or in pure preprimitive stretch marks can be recovered.

Los métodos generales para la producción de células del linaje endodérmico derivadas de células hES se describen en las solicitudes de EE.UU. relacionadas como se ha indicado anteriormente, y D'Amour et al. 2005 Nat Biotechnol. General methods for the production of endodermal lineage cells derived from hES cells are described in US applications. related as indicated above, and D'Amour et al. 2005 Nat Biotechnol.

23:1534-41, publicado en línea el viernes 28 de octubre de 2005; D'Amour et al. 2006 Nat Biotechnol. 24(11):1392-401, publicado en línea el jueves 19 de octubre de 2006; Kroon et al. (2008) Nat Biotechnol. 26 (4):443-452, publicado en línea el miércoles 20 de febrero de 2008; Kelly et al. (2011) Nat. Biotechnol. 29(8):750-6, publicado en línea el domingo 31 de julio de 2011; y Schulz et al. (2012) PLosOne, 7(5): e37004, publicado en línea el viernes 18 de mayo de 2012. D'Amour et al. Describen un protocolo de diferenciación de 5 etapas: fase 1 (da lugar a la mayoría de la producción endodérmica definitiva), fase 2 (da lugar a la mayoría de la producción endodérmica del tracto digestivo superior negativa en PDX1), fase 3 (da lugar a la mayoría de la producción endodérmica del tracto digestivo superior positiva en PDX-1), fase 4 (da lugar a la mayoría de la producción endodérmica pancreática o progenitora endocrina pancreática) y fase 5 (da lugar a la mayoría de la producción de células endocrinas que expresan hormonas).23: 1534-41, published online Friday, October 28, 2005; D'Amour et al. 2006 Nat Biotechnol. 24 (11): 1392-401, published online Thursday, October 19, 2006; Kroon et al. (2008) Nat Biotechnol. 26 (4): 443-452, published online on Wednesday, February 20, 2008; Kelly et al. (2011) Nat. Biotechnol. 29 (8): 750-6, published online Sunday, July 31, 2011; and Schulz et al. (2012) PLosOne, 7 (5): e37004, published online on Friday, May 18, 2012. D'Amour et al. They describe a 5-stage differentiation protocol: phase 1 (gives rise to the majority of the final endodermal production), phase 2 (results in the majority of the endodermal production of the upper negative digestive tract in PDX1), phase 3 (results to most of the endodermal production of the upper positive digestive tract in PDX-1), phase 4 (gives rise to the majority of pancreatic or endocrine endocrine progenitor endodermal production) and phase 5 (gives rise to the majority of cell production endocrines that express hormones).

El término "trofectodermo" se refiere a una célula multipotente que tiene la expresión relativa alta de marcadores seleccionados del grupo que comprende genes HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 y ERBB en comparación con los niveles de expresión de HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 y ERBB en células o poblaciones de células no trofectodérmicas.The term "troofectoderm" refers to a multipotent cell that has the high relative expression of markers selected from the group comprising genes HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 and ERBB in comparison with the expression levels of HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 and ERBB in cells or populations of non-troofectodermal cells.

La expresión "endodérmica extraembrionaria" se refiere a una célula multipotente que tiene niveles de expresión relativa altos de marcadores seleccionados del grupo que comprende genes SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1 o AFP en comparación con los niveles de expresión de SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1 o AFP en células o poblaciones de células endodérmicas no extraembrionarias.The term "extra-embryonic endodermal" refers to a multipotent cell that has high relative expression levels of markers selected from the group comprising SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1 or AFP genes compared to SOX7, SOX17 expression levels, THBD, SPARC, DAB1 or AFP in cells or populations of non-extraembryonic endodermal cells.

La expresión "células en estrías preprimitivas" se refiere a una célula multipotente que tiene niveles de expresión relativa altos de los genes de marcadores FGF8 y/o NODAL, en comparación con un bajo nivel de BRAQUIURIA, bajo nivel de FGF4, bajo nivel de SNAI1, bajo nivel de SOX17, bajo nivel de FOXA2, bajo nivel de SOX7 y bajo nivel de SOX1.The expression "cells in preprimitive stretch marks" refers to a multipotent cell that has high relative expression levels of the FGF8 and / or NODAL marker genes, compared to a low level of BRAQUIURIA, low level of FGF4, low level of SNAI1 , low level of SOX17, low level of FOXA2, low level of SOX7 and low level of SOX1.

La expresión "célula mesendodérmica" se refiere a una célula multipotente que tiene niveles de expresión relativa altos de genes de marcadores braquiuria, FGF4, SNAI1 MIXL1 y/o WNT3, en comparación con bajo nivel de SOX17, bajo nivel de CXCR4, bajo nivel de FOXA2, bajo nivel de SOX7 y bajo nivel de SOX1.The term "mesenddermal cell" refers to a multipotent cell that has high relative expression levels of brachyuria marker genes, FGF4, SNAI1 MIXL1 and / or WNT3, compared with low level of SOX17, low level of CXCR4, low level of FOXA2, low level of SOX7 and low level of SOX1.

La expresión "célula endodérmica definitiva (DE)" se refiere a una célula de linaje endodérmico multipotente que puede diferenciarse en células del tubo intestinal u órganos derivados del tubo intestinal. De acuerdo con determinadas realizaciones, las células endodérmicas definitivas son células de mamíferos, y en una realización preferida, las células endodérmicas definitivas son células humanas. En algunas realizaciones de la presente invención, las células endodérmicas definitivas expresan o no expresan significativamente ciertos marcadores. En algunas realizaciones, uno o más marcadores seleccionados de SOX17, CXCR4, MIXL1, GATA4, HNF3p, GSC, FGF17, VWF, CALCR, FOXQ1, CMKOR1 y CRIP1 se expresan en células endodérmicas definitivas. En otras realizaciones, uno o más marcadores seleccionados de OCT4, alfa-fetoproteína (AFP), Trombomodulina (TM), SPARC, SOX7 y HNF4alfa no se expresan o expresan significativamente en células endodérmicas definitivas. Las poblaciones de células endodérmicas definitivas y sus métodos de producción también se describen en la solicitud de EE. UU. n.° 11/021.618, titulada "DEFINITIVE En Do DERM", presentada el jueves 23 de diciembre de 2004.The term "definitive endodermal cell (ED)" refers to a multipotent endodermal lineage cell that can be differentiated into intestinal tube cells or organs derived from the intestinal tube. According to certain embodiments, the definitive endodermal cells are mammalian cells, and in a preferred embodiment, the final endodermal cells are human cells. In some embodiments of the present invention, the final endodermal cells express or not express certain markers significantly. In some embodiments, one or more selected markers of SOX17, CXCR4, MIXL1, GATA4, HNF3p, GSC, FGF17, VWF, CALCR, FOXQ1, CMKOR1 and CRIP1 are expressed in definitive endodermal cells. In other embodiments, one or more markers selected from OCT4, alpha-fetoprotein (AFP), Thrombomodulin (TM), SPARC, SOX7 and HNF4alpha are not expressed or expressed significantly in definitive endodermal cells. The final endodermal cell populations and their production methods are also described in the US application. UU. No. 11 / 021,618, entitled "DEFINITIVE En Do DERM", presented on Thursday, December 23, 2004.

La expresión "células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1" o "células endodérmicas del tracto digestivo superior" o equivalentes de las mismas son células que expresan marcadores SOX17, HNF1p (HNF1B), HNF4alfa (HNF4A) y FOXA1, pero no expresan sustancialmente PDX1, AFP, SOX7 o SOX1. Las poblaciones de células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1 y los métodos de producción de las mismas también se describen en la solicitud de EE.u U. n.° 11/588.693, Titulada "PDX1-expressing dorsal and ventral foregut endoderm", presentada el viernes 27 de octubre de 2006.The expression "endodermal cells of the upper digestive tract negative in PDX1" or "endodermal cells of the upper digestive tract" or equivalent thereof are cells that express SOX17, HNF1p (HNF1B), HNF4alfa (HNF4A) and FOXA1 markers, but do not substantially express PDX1, AFP, SOX7 or SOX1. The populations of endodermal cells of the upper digestive tract negative in PDX1 and their production methods are also described in US application No. 11 / 588,693, entitled "PDX1-expressing dorsal and ventral foregut endoderm" , filed on Friday, October 27, 2006.

La expresión "células endodérmicas del tracto digestivo superior, con sesgo dorsal, positivas en PDX1" (células endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1 dorsales) o simplemente "endodérmicas positivas en PDX1" o los equivalentes de las mismas son células que expresan uno o más marcadores seleccionados de la Tabla 1 y/o uno o más marcadores seleccionados de la Tabla 2, también descrito en la solicitud de EE. UU. relacionada 11/588.693, titulada "PDX1 EXPRESSING DOSAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM", presentada el 27 de octubre de 2006 y también en la solicitud de EE.UU. n.° 11/115.868, titulada "PDX1-expressing endoderm", presentada el martes 26 de abril de 2005. The expression "endodermal cells of the upper digestive tract, with dorsal bias, positive in PDX1" (endodermal cells of the upper digestive tract positive in dorsal PDX1) or simply "endodermal positive in PDX1" or the equivalents thereof are cells expressing one or more more markers selected from Table 1 and / or one or more markers selected from Table 2, also described in the US application. UU. related 11 / 588,693, entitled "PDX1 EXPRESSING DOSAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM", filed on October 27, 2006 and also in the US application. No. 11 / 115,868, entitled "PDX1-expressing endoderm", filed on Tuesday, April 26, 2005.

Tabla 1: Marcadores expresados en endodermo de tracto digestivo superior positivo en PDX1 tanto dorsal como ventral Table 1: Markers expressed in positive upper digestive tract endoderm in both dorsal and ventral PDX1

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(continuación)(continuation)

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T l 2: M r r x r n n rm i iv ri r iiv n PDX1 n r l.T l 2: M r r x r n n rm i iv ri r iiv n PDX1 n r l.

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(continuación)(continuation)

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La expresión "endodermo pancreático" "epitelio pancreático" "epitelio pancreático" (todos pueden abreviarse como "PE"), "progenitor pancreático", "endodermo pancreático positivo en p DX-1" o sus equivalentes, tales como "células endodérmicas pancreáticas" (PEC), son todos células pancreáticas precursoras o progenitoras. La PEC como se describe en el presente documento es una población de células progenitoras posterior a la diferenciación de fase 4 (aproximadamente día 12-14), e incluye al menos dos poblaciones distintas principales: i) células progenitoras pancreáticas que expresan PDX1 y NKX6.1, pero no expresan CHGA (o negativas en CHGA, CHGA-), o "subpoblaciones progenitoras multipotentes no endocrinas (CHGA-)", o "subpoblaciones no endocrinas (CHGA-)" o "células no endocrinas (CHGA-)" o equivalentes de las mismas; e ii) células endocrinas polihormonales que expresan CHGA (positivas en CHGA, CHGA+) o "subpoblaciones progenitoras multipotentes endocrinas (CHGA+)", o "subpoblaciones endocrinas (CHGA+)" o "células endocrinas (CHGA+)" o equivalentes de las mismas. La subpoblación progenitora pancreáticas PEC que expresa PDX1 y NKX6.1, pero no expresa CHGA también se conoce como "subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-)" o "subpoblación progenitora no endocrina", "subpoblación no endocrina (CHGA-)", "subpoblación no endocrina (CHGA-)", "subpoblación progenitora multipotente" y similares. La subpoblación de células endocrinas polihormonales PEC que expresa CHGA también se conoce como "células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+)" o "células endocrinas "o "células CHGA+" y similares. Sin quedar ligados a teoría alguna, la población celular que expresa NKX6.1, pero no CHGA se supone que es el componente más activo o terapéutico de PEC, mientras que se supone que la población de células endocrinas polihormonales positivas en CHGA se diferencia más y madura in vivo en células de los islotes que expresan glucagón. The expression "pancreatic endoderm""pancreaticepithelium""pancreaticepithelium" (all may be abbreviated as "PE"), "pancreatic progenitor", "positive pancreatic endoderm in p DX-1" or its equivalents, such as "pancreatic endodermal cells" (PEC), are all precursor or progenitor pancreatic cells. The PEC as described herein is a population of progenitor cells subsequent to phase 4 differentiation (approximately day 12-14), and includes at least two distinct major populations: i) pancreatic progenitor cells expressing PDX1 and NKX6. 1, but do not express CHGA (or negative in CHGA, CHGA-), or "multipotent non-endocrine progenitor subpopulations (CHGA-)", or "non-endocrine subpopulations (CHGA-)" or "non-endocrine cells (CHGA-)" or equivalents thereof; and ii) polyhormonal endocrine cells expressing CHGA (positive in CHGA, CHGA +) or "multipotent endocrine progenitor subpopulations (CHGA +)", or "endocrine subpopulations (CHGA +)" or "endocrine cells (CHGA +)" or equivalent thereof. The PEC pancreatic progenitor subpopulation that expresses PDX1 and NKX6.1, but does not express CHGA is also known as "non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-)" or "non-endocrine progenitor subpopulation", "non-endocrine subpopulation (CHGA-)" , "non-endocrine subpopulation (CHGA-)", "multipotent progenitor subpopulation" and the like. The subpopulation of PEC polyhormonal endocrine cells that expresses CHGA is also known as "cells committed to the endocrine lineage (CHGA +)" or "endocrine cells" or "CHGA + cells" and the like. Without being bound to any theory, the cell population that expresses NKX6.1, but not CHGA, is supposed to be the most active or therapeutic component of PEC, while the population of positive polyhormonal endocrine cells in CHGA is assumed to be more different and matures in vivo in islet cells that express glucagon.

Véase Kelly et al. (2011) "Cell-surface markers for the isolation of pancreatic cell types derived from human embryonic stem cells", Nat Biotechnol. 29(8):750-756, publicado en línea el 31 de julio de 2011 y Schulz et al. (2012), "A Scalable System for Production of Functional Pancreatic Progenitors from Human Embryonic Stem Cells", PLosOne 7(5): 1-17, e37004.See Kelly et al. (2011) "Cell-surface markers for the isolation of pancreatic cell types derived from human embryonic stem cells", Nat Biotechnol. 29 (8): 750-756, published online July 31, 2011 and Schulz et al. (2012), "A Scalable System for Production of Functional Pancreatic Progenitors from Human Embryonic Stem Cells", PLosOne 7 (5): 1-17, e37004.

Aun así, a veces, las células endodérmicas pancreáticas se usan sin referencia a PEC como se acaba de describir, pero para referirse al menos a las células en fase 3 y 4 en general. El uso y el significado serán evidentes a partir del contexto. El endodermo pancreático derivado de células madre pluripotentes, y al menos células hES y hIPS, de esta manera, se distingue de otros tipos de células de linaje endodérmico en función de los niveles de expresión diferenciales o altos de marcadores seleccionados entre marcador PDX1, NKX6.1, PTF1A, CPA1, cMYC, NGN3, PAX4, ARX y NKX2.2, pero no expresan sustancialmente genes que sean el sello distintivo de las células endocrinas pancreáticas, por ejemplo, CHGA, INS, GCG, GHRL, SST, MAfA, PCSK1 y GLUT1. Además, Algunas las "células progenitoras endocrinas" que expresan NGN3 pueden diferenciarse en otras estructuras no pancreáticas (por ejemplo, duodeno). Las poblaciones de células endodérmicas pancreáticas o progenitoras endocrinas, y sus métodos también se describen en la solicitud de patente de EE.UU. n.° 11/773.944, titulada "Methods of producing pancreatic hormones", presentada el 5 de julio de 2007 y la solicitud de patente de EE.UU. n.° 12/107.020, titulada "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FORM HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS", presentada el lunes 21 de abril de 2008.Even so, sometimes, pancreatic endodermal cells are used without reference to PEC as just described, but to refer to at least phase 3 and 4 cells in general. The use and meaning will be evident from the context. The pancreatic endoderm derived from pluripotent stem cells, and at least hES and hIPS cells, in this way, is distinguished from other types of endodermal lineage cells depending on the differential or high expression levels of markers selected from PDX1, NKX6 marker. 1, PTF1A, CPA1, cMYC, NGN3, PAX4, ARX and NKX2.2, but do not substantially express genes that are the hallmark of pancreatic endocrine cells, for example, CHGA, INS, GCG, GHRL, SST, MAfA, PCSK1 and GLUT1. In addition, some "endocrine progenitor cells" that express NGN3 may differentiate into other non-pancreatic structures (eg, duodenum). Populations of endocrine pancreatic or endocrine progenitor cells, and their methods are also described in US Pat. No. 11 / 773,944, entitled "Methods of producing pancreatic hormones," filed July 5, 2007 and U.S. Patent Application. No. 12 / 107.020, entitled "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FORM HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS", presented on Monday, April 21, 2008.

La expresión "célula endocrina" o "célula que expresa la hormona del islote pancreático", "célula endocrina pancreática", "célula de los islotes pancreáticos", "islotes pancreáticos" o equivalentes de las mismas se refieren a una célula, que puede ser polihormonal o de una sola hormona. Las células pueden, por tanto, expresar una o más hormonas pancreáticas que tengan al menos algunas de las funciones de una célula de islote pancreático humana. Las células que expresan hormonas de islote pancreático pueden ser maduras o inmaduras, y diferenciarse posteriormente o comprometerse evolutivamente posteriormente en comparación con una célula de tipo progenitor/precursor endocrino de la que derivan.The expression "endocrine cell" or "cell that expresses the hormone of the pancreatic islet", "pancreatic endocrine cell", "cell of the pancreatic islets", "pancreatic islets" or equivalent thereof refers to a cell, which may be polyhormonal or single hormone. The cells can, therefore, express one or more pancreatic hormones that have at least some of the functions of a human pancreatic islet cell. Cells expressing pancreatic islet hormones may be mature or immature, and subsequently differentiated or subsequently evolved in comparison to an endocrine progenitor / precursor cell from which they are derived.

Como se usa en el presente documento, la expresión "células endocrinas adecuadamente especificadas" o "cultivos en fase 7" o "células endocrinas inmaduras" que incluyen "células beta inmaduras" se refiere a poblaciones de células endocrinas fabricadas in vitro que son capaces de funcionar in vivo, por ejemplo, las células beta inmaduras, cuando se trasplantan, secretan insulina en respuesta a la glucosa en sangre. Las células endocrinas o los cultivos en fase 7 adecuadamente especificados pueden tener características adicionales que incluyen las siguientes: cuando se trasplantan, las células endocrinas adecuadamente especificadas pueden desarrollarse y madurar hasta convertirse en células funcionales de los islotes pancreáticos. Las células endocrinas especificadas adecuadamente pueden enriquecerse en células endocrinas (o agotarse de células no endocrinas). En una realización preferida, más del 50 % de las células de la población de células endocrinas adecuadamente especificadas son CHGA+. En una realización más preferida, más del aproximadamente 60 % o 70 % u 80 % o 90 % o 95 % o 98 % o 100 % de las células de la población de células endocrinas especificadas apropiadamente son CHGA+. En una realización preferida, menos del aproximadamente 50 % de las células de la población de células endocrinas adecuadamente especificadas son CHGA-. En una realización más preferida, menos del aproximadamente 15 % de las células de la población de células endocrinas adecuadamente especificadas son CHGA-. En una realización más preferida, menos del aproximadamente 10 % o 5 % o 3 % o 2 % o 1 % o 0,5 % o 0 % de las células de la población de células endocrinas adecuadamente especificadas son CHGA-. Además, la expresión de ciertos marcadores puede suprimirse en células endocrinas debidamente especificadas, tales como la expresión de NGN3 durante la fase 3. Las células endocrinas adecuadamente especificadas pueden tener una mayor expresión de NGN3 en la fase 5. Las células endocrinas especificadas adecuadamente pueden ser de una sola hormona (por ejemplo, solo INS, solo GCG o solo SST). Las células endocrinas especificadas adecuadamente pueden expresar conjuntamente otros marcadores de células endocrinas inmaduras, incluyendo NKX6.1 y PDX1. Las células endocrinas especificadas adecuadamente pueden tanto expresar una sola hormona como expresar conjuntamente otros marcadores de células endocrinas inmaduras, incluyendo NKX6.1 y PDX1. Las células endocrinas especificadas adecuadamente pueden tener más células que solo expresan la hormona INS como porcentaje de la población total de INS. En una realización preferida, las células endocrinas especificadas apropiadamente tienen al menos un 50 % de células que expresan una sola hormona INS como porcentaje de la población total de INS. Las células endocrinas especificadas adecuadamente pueden ser CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positivas). En una realización preferida, más del aproximadamente 25 % de las células de la población celular son CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positivas). En una realización preferida, más del aproximadamente 30 % o 40 % o 50 % o 60 % o 70 % u 80 % o 90 % o 95 % 100 % de las células de la población celular son CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positivas).As used herein, the term "suitably specified endocrine cells" or "phase 7 cultures" or "immature endocrine cells" that include "immature beta cells" refers to populations of in vitro manufactured endocrine cells that are capable of function in vivo, for example, immature beta cells, when transplanted, secrete insulin in response to blood glucose. Endocrine cells or properly specified phase 7 cultures may have additional characteristics that include the following: when transplanted, properly specified endocrine cells can develop and mature to become functional cells of the pancreatic islets. Properly specified endocrine cells can be enriched in endocrine cells (or depleted of non-endocrine cells). In a preferred embodiment, more than 50% of the cells of the properly specified endocrine cell population are CHGA +. In a more preferred embodiment, more than about 60% or 70% or 80% or 90% or 95% or 98% or 100% of the cells of the appropriately specified endocrine cell population are CHGA +. In a preferred embodiment, less than about 50% of the cells of the properly specified endocrine cell population are CHGA-. In a more preferred embodiment, less than about 15% of the cells of the properly specified endocrine cell population are CHGA-. In a more preferred embodiment, less than about 10% or 5% or 3% or 2% or 1% or 0.5% or 0% of the cells of the properly specified endocrine cell population are CHGA-. In addition, the expression of certain markers can be suppressed in duly specified endocrine cells, such as the expression of NGN3 during phase 3. Suitably specified endocrine cells may have a greater expression of NGN3 in phase 5. Properly specified endocrine cells can be of a single hormone (for example, only INS, only GCG or only SST). Properly specified endocrine cells can jointly express other immature endocrine cell markers, including NKX6.1 and PDX1. Properly specified endocrine cells can both express a single hormone and jointly express other immature endocrine cell markers, including NKX6.1 and PDX1. Properly specified endocrine cells may have more cells that only express the INS hormone as a percentage of the total INS population. In a preferred embodiment, properly specified endocrine cells have at least 50% of cells expressing a single INS hormone as a percentage of the total INS population. The properly specified endocrine cells can be CHGA + / INS + / NKX6.1 + (triple positive). In a preferred embodiment, more than about 25% of the cells of the cell population are CHGA + / INS + / NKX6.1 + (triple positive). In a preferred embodiment, more than about 30% or 40% or 50% or 60% or 70% or 80% or 90% or 95% 100% of the cells of the cell population are CHGA + / INS + / NKX6.1 + ( triple positive).

La expresión "célula endocrina inmadura", específicamente una "célula beta inmadura" o sus equivalentes se refieren a una célula derivada de cualquier otro precursor de células endocrinas que incluya una célula progenitora/precursora endocrina, una célula endodérmica pancreática (PE), una célula pancreática del tracto digestivo superior, una célula endodérmica definitiva, una célula mesendodérmica o cualquier otra célula derivada descrita más adelante, que expresa al menos un marcador seleccionado del grupo que consiste en INS, NKX6.1, PDX1, NEUROD, MNX1, n Kx 2.2, MAFA, PAX4, SNAIL2, FOXA1 o FOXA2. Preferentemente, una célula beta inmadura descrita en el presente documento expresa INS, NKX6.1 y PDX1, y más preferentemente expresa conjuntamente INS y NKX6.1. Las expresiones "célula endocrina inmadura", "célula inmadura que expresa hormonas pancreáticas" o "islote pancreático inmaduro" o sus equivalentes se refieren, por ejemplo, a al menos una célula beta inmadura unipotente o célula pre­ beta como se describe en la FIG.45, y no incluyen otras células inmaduras, por ejemplo, las expresiones no incluyen una célula alfa (glucagón) inmadura o una célula delta inmadura (somatostatina) o una célula épsilon inmadura (grelina) o un polipéptido pancreático inmaduro (PP).The term "immature endocrine cell", specifically an "immature beta cell" or its equivalents refers to a cell derived from any other endocrine cell precursor that includes an endocrine progenitor / precursor cell, a pancreatic endodermal cell (PE), a cell pancreatic of the upper digestive tract, a definitive endodermal cell, a mesendodermal cell or any other derived cell described below, which expresses at least one marker selected from the group consisting of INS, NKX6.1, PDX1, NEUROD, MNX1, n Kx 2.2 , MAFA, PAX4, SNAIL2, FOXA1 or FOXA2. Preferably, an immature beta cell described herein expresses INS, NKX6.1 and PDX1, and more preferably jointly expresses INS and NKX6.1. The terms "immature endocrine cell", "immature cell expressing pancreatic hormones" or "pancreatic islet immature "or its equivalents refer, for example, to at least one immature unipotent beta cell or pre beta cell as described in FIG. 45, and do not include other immature cells, for example, the expressions do not include an alpha cell ( glucagon) immature or an immature delta cell (somatostatin) or an immature epsilon cell (ghrelin) or an immature pancreatic polypeptide (PP).

En las realizaciones descritas en el presente documento, se contemplan muchos medios de cultivo o entornos de crecimiento de células madre, incluyendo los medios definidos, medios condicionados, medios exentos de células alimentadoras, medios sin suero y similares. Como se usa en el presente documento, la expresión "entorno de crecimiento" o "medio ambiente" o equivalentes de las mismas es un entorno en el que las células madre indiferenciadas o diferenciadas (por ejemplo, células madre embrionarias de primate) proliferarán in vitro. Las características del entorno incluyen el medio en el que se cultivan las células y una estructura de soporte (tal como un sustrato sobre una superficie sólida) si está presente. Los métodos para cultivar o mantener células pluripotentes y/o diferenciar células pluripotentes también se describen en el documento PCT/US2007/062755 titulado "COMPOSITIONS AND METHODS USEFUL FOR CULTURING DIFFERENTIABLE CELLS", presentado el viernes 23 de febrero de 2007; la solicitud de EE.UU. n.° 11/993.399, titulada "EMBRYONIC STEM CELL CULTURE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF", presentada el jueves 20 de diciembre de 2007; la solicitud de EE.UU. n.° 11/875.057, titulada" Methods and compositions for feeder-free pluripotent stem cell media containing human serum", presentada el viernes 19 de octubre de 2007.In the embodiments described herein, many culture media or stem cell growth environments are contemplated, including defined media, conditioned media, feeder cell-free media, serum-free media and the like. As used herein, the term "growth environment" or "environment" or equivalent thereof is an environment in which undifferentiated or differentiated stem cells (eg, embryonic primate stem cells) will proliferate in vitro. . The characteristics of the environment include the medium in which the cells are grown and a support structure (such as a substrate on a solid surface) if present. Methods for culturing or maintaining pluripotent cells and / or differentiating pluripotent cells are also described in document PCT / US2007 / 062755 entitled "COMPOSITIONS AND METHODS USEFUL FOR CULTURING DIFFERENTIABLE CELLS", filed on Friday, February 23, 2007; the US request No. 11 / 993,399, entitled "EMBRYONIC STEM CELL CULTURE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE THEREOF", presented on Thursday, December 20, 2007; the US request No. 11/875,057, entitled "Methods and compositions for feeder-free pluripotent stem cell media containing human serum", filed on Friday, October 19, 2007.

El término "esencialmente" o "sustancialmente" significa, en su mayoría o un mínimo o una cantidad reducida de un componente o de una célula presentes en cualquier población celular o cultivo, por ejemplo, los cultivos de células beta inmaduras descritos en el presente documento son "esencial o sustancialmente células" o son "esencial o sustancialmente células beta inmaduras que expresan INS, NKX6.1 y PDX1, y que no expresan esencial o sustancialmente NGN3". Otros ejemplos incluyen, pero sin limitación, "esencial o sustancialmente células HES ", "esencial o sustancialmente células endodérmicas definidas", "esencial o sustancialmente células endodérmicas de tracto digestivo superior", "esencial o sustancialmente células endodérmicas de tracto digestivo superior negativas en PDX1", "esencial o sustancialmente células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1", "esencial o sustancialmente células precursoras endocrinas pancreáticas", "esencial o sustancialmente células endocrinas pancreáticas" y similares.The term "essentially" or "substantially" means, for the most part or a minimum or a reduced amount of a component or cell present in any cell population or culture, for example, the immature beta cell cultures described herein. they are "essentially or substantially cells" or are "essentially or substantially immature beta cells that express INS, NKX6.1 and PDX1, and that do not express essentially or substantially NGN3". Other examples include, but are not limited to, "Essentially or substantially HES cells," "Essentially or substantially defined endodermal cells," "Essentially or substantially superior endogenous digestive tract cells," "Essentially or substantially negative upper digestive tract endodermal cells in PDX1. "," Essentially or substantially positive pancreatic endodermal cells in PDX1, "" Essentially or substantially pancreatic endocrine precursor cells, "" Essentially or substantially pancreatic endocrine cells "and the like.

Con respecto a las células de cultivos celulares o poblaciones celulares, la expresión "sustancialmente exento de" significa que el tipo de célula especificado del que está exento el cultivo celular o la población celular, está presente en una cantidad inferior a aproximadamente el 10 %, inferior a aproximadamente el 9 %, inferior a aproximadamente el 8 %, inferior a aproximadamente el 7 %, inferior a aproximadamente el 6 %, inferior a aproximadamente el 5 %, inferior a aproximadamente el 4 %, inferior a aproximadamente el 3 %, inferior a aproximadamente el 2 % o inferior a aproximadamente el 1 % del número total de células presentes en el cultivo celular o la población celular.With respect to cell culture cells or cell populations, the term "substantially free of" means that the specified cell type from which the cell culture or cell population is exempt, is present in an amount less than about 10%, less than about 9%, less than about 8%, less than about 7%, less than about 6%, less than about 5%, less than about 4%, less than about 3%, less at about 2% or less than about 1% of the total number of cells present in the cell culture or cell population.

La expresión "de suero reducido" o "sin suero" o sus equivalentes se refiere a cultivos celulares desarrollados en un medio que contiene suero reducido o que está sustancialmente exento de suero o que no contiene suero en absoluto. En ciertas condiciones de cultivo, las concentraciones sérica pueden variar entre aproximadamente el 0 % (v/v) y aproximadamente el 10 % (v/v). Por ejemplo, en algunos procesos de diferenciación, la concentración sérica del medio puede ser inferior a aproximadamente el 0,05% (v/v), inferior a aproximadamente el 0,1% (v/v), inferior a aproximadamente el 0,2 % (v/v), inferior a aproximadamente el 0,3 % (v/v), inferior a aproximadamente el 0,4 % (v/v), inferior a aproximadamente el 0,5 % (v/v), inferior a aproximadamente el 0,6 % (v/v), inferior a aproximadamente el 0,7 % (v/v), inferior a aproximadamente el 0,8 % (v/v), inferior a aproximadamente el 0,9 % (v/v), inferior a aproximadamente el 1 % (v/v), inferior a aproximadamente el 2 % (v/v), inferior a aproximadamente el 3 % (v/v), inferior a aproximadamente el 4 % (v/v), inferior a aproximadamente el 5 % (v/v), inferior a aproximadamente el 6 % (v/v), inferior a aproximadamente el 7 % (v/v), inferior a aproximadamente el 8 % (v/v), inferior a aproximadamente el 9 % (v/v) o inferior a aproximadamente el 10 % (v/v). En algunos procesos, las células en estrías preprimitivas se cultivan sin suero o sin reemplazo de suero. En otros procesos, las células en estrías preprimitivas se cultivan en presencia de B27. En dichos procesos, la concentración de suplemento B27 puede variar de aproximadamente el 0,1 % (v/v) a aproximadamente el 20 % (v/v).The term "reduced serum" or "serum free" or its equivalents refers to cell cultures grown in a medium that contains reduced serum or that is substantially serum free or that does not contain serum at all. Under certain culture conditions, serum concentrations may vary between about 0% (v / v) and about 10% (v / v). For example, in some differentiation processes, the serum concentration of the medium may be less than about 0.05% (v / v), less than about 0.1% (v / v), less than about 0, 2% (v / v), less than about 0.3% (v / v), less than about 0.4% (v / v), less than about 0.5% (v / v), less than about 0.6% (v / v), less than about 0.7% (v / v), less than about 0.8% (v / v), less than about 0.9% (v / v), less than about 1% (v / v), less than about 2% (v / v), less than about 3% (v / v), less than about 4% (v / v), less than about 5% (v / v), less than about 6% (v / v), less than about 7% (v / v), less than about 8% (v / v ), less than about 9% (v / v) or less than about 10% (v / v). In some processes, cells in preprimitive stretch marks are grown without serum or without serum replacement. In other processes, cells in preprimitive stretch marks are cultured in the presence of B27. In such processes, the concentration of supplement B27 may vary from about 0.1% (v / v) to about 20% (v / v).

En otros procesos, los cultivos celulares se cultivan en presencia de B27. En dichos procesos, la concentración del suplemento B27 puede variar de aproximadamente el 0,1% (v/v) a aproximadamente el 20% (v/v) o en concentraciones superiores a aproximadamente el 20 % (v/v). En determinados procesos, la concentración de B27 en el medio es de aproximadamente el 0,1 % (v/v), aproximadamente el 0,2% (v/v), aproximadamente el 0,3% (v/v), aproximadamente el 0,4 % (v/v), aproximadamente el 0,5 % (v/v), aproximadamente el 0,6 % (v/v), aproximadamente el 0,7% (v/v), aproximadamente el 0,8% (v/v), aproximadamente el 0,9% (v/v), aproximadamente el 1 % (v/v), aproximadamente el 2 % (v/v), aproximadamente el 3 % (v/v), aproximadamente el 4 % (v/v), aproximadamente el 5 % (v/v), aproximadamente el 6 % (v/v), aproximadamente el 7 % (v/v), aproximadamente el 8 % (v/v), aproximadamente el 9 % (v/v), aproximadamente el 10 % (v/v), aproximadamente el 15 % (v/v) o aproximadamente el 20 % (v/v). Como alternativa, la concentración del suplemento b27 añadido se puede medir en términos de múltiplos de la concentración de una solución madre de B27 disponible en el mercado. Por ejemplo, B27 está disponible en Invitrogen (Carlsbad, CA) como una solución madre x50. La adición de una cantidad suficiente de esta solución madre a un volumen suficiente de medio de crecimiento produce un medio complementado con la cantidad deseada de B27. Por ejemplo, la adición de 10 ml de solución madre x50 de B27 a 90 ml de medio de crecimiento produciría un medio de crecimiento suplementado con B27 x5. La concentración de suplemento B27 en el medio puede ser de aproximadamente x0,1, aproximadamente x0,2, aproximadamente x0,3, aproximadamente x0,4, aproximadamente x0,5, aproximadamente x0,6, aproximadamente x0,7, aproximadamente x0,8, aproximadamente x0,9, aproximadamente x1, aproximadamente x1,1, aproximadamente x1,2, aproximadamente x1,3, aproximadamente x1,4, aproximadamente x1,5, aproximadamente x1,6, aproximadamente x1,7, aproximadamente x1,8, aproximadamente x1,9, aproximadamente x2, aproximadamente x2,5, aproximadamente x3, aproximadamente x3,5, aproximadamente x4, aproximadamente x4,5, aproximadamente x5, aproximadamente x6, aproximadamente x7, aproximadamente x8, aproximadamente x9, aproximadamente x10, aproximadamente x11, aproximadamente x12, aproximadamente x13, aproximadamente x14, aproximadamente x15, aproximadamente x16, aproximadamente x17, aproximadamente x18, aproximadamente x19, aproximadamente x20 y superior a aproximadamente x20.In other processes, cell cultures are grown in the presence of B27. In such processes, the concentration of supplement B27 may vary from about 0.1% (v / v) to about 20% (v / v) or in concentrations greater than about 20% (v / v). In certain processes, the concentration of B27 in the medium is approximately 0.1% (v / v), approximately 0.2% (v / v), approximately 0.3% (v / v), approximately 0.4% (v / v), approximately 0.5% (v / v), approximately 0.6% (v / v), approximately 0.7% (v / v), approximately 0 , 8% (v / v), approximately 0.9% (v / v), approximately 1% (v / v), approximately 2% (v / v), approximately 3% (v / v) , approximately 4% (v / v), approximately 5% (v / v), approximately 6% (v / v), approximately 7% (v / v), approximately 8% (v / v) , approximately 9% (v / v), approximately 10% (v / v), approximately 15% (v / v) or approximately 20% (v / v). Alternatively, the concentration of added b27 supplement can be measured in terms of multiples of the concentration of a commercially available B27 stock solution. For example, B27 is available in Invitrogen (Carlsbad, CA) as an x50 stock solution. The addition of a sufficient amount of this stock solution to a sufficient volume of growth medium produces a medium supplemented with the desired amount of B27. For example, the addition of 10 ml of stock solution x50 of B27 to 90 ml of growth medium would produce a growth medium supplemented with B27 x5. The concentration of supplement B27 in the medium may be about x0.1, about x0.2, about x0.3, about x0.4, about x0.5, about x0.6, about x0.7, about x0.8 , approximately x0.9, approximately x1, approximately x1.1, approximately x1.2, approximately x1.3, approximately x1.4, approximately x1.5, approximately x1.6, approximately x1.7, approximately x1.8, approximately x1.9, about x2, about x2.5, about x3, about x3.5, about x4, about x4.5, about x5, about x6, about x7, about x8, about x9, about x10, about x11, about x12, approximately x13, approximately x14, approximately x15, approximately x16, approximately x17, approximately x18, approximately x19, approximately x20 and greater than approximately x20.

En otro aspecto más, en el que los requisitos de nivel de insulina para la diferenciación son bajos, B27 no se emplea, porque B27 contiene altos niveles de insulina. Por ejemplo, el solicitante determinó los niveles de insulina en soluciones madre de B27 e ITS x100 y en soluciones madre de trabajo x1 de cada uno en RPMI. Los niveles de insulina se determinaron usando un kit de ELISA de insulina ultrasensible de Mercodia de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Los ensayos se realizaron en soluciones madre x100 y x50 de B27 e ITS sin abrir, respectivamente, ambos adquiridos en Life Technologies (Carlsbad, California). Los resultados generados a partir del ensayo se muestran a continuación en la Tabla 3.In another aspect, in which the insulin level requirements for differentiation are low, B27 is not used, because B27 contains high levels of insulin. For example, the applicant determined insulin levels in stock solutions of B27 and ITS x100 and in working stock solutions x1 of each in RPMI. Insulin levels were determined using a Mercodia ultrasensitive insulin ELISA kit according to the manufacturer's instructions. The tests were performed in x27 and x50 stock solutions of B27 and unopened STIs, respectively, both purchased from Life Technologies (Carlsbad, California). The results generated from the test are shown in Table 3 below.

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La Tabla 3 muestra que hay aproximadamente 3 jg/m l y 10|jg/ml de insulina presentes en lxB27 y lxITS, respectivamente. Además, la concentración de insulina en la solución madre x100 de ITS coincide con la concentración de insulina indicada por el fabricante. Life Technologies no proporciona la concentración de insulina para B27 x50, por lo que no hay comparación con los niveles de insulina indicados por el fabricante; sin embargo, la concentración de insulina anterior de aproximadamente 160 jg/m l es exacta en función de la medición exacta de la solución madre x100 de ITS que se realizó al mismo tiempo y según McLean et al. (2007) supra, que mostró que tanto la insulina como el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) son agonistas bien establecidos de la señalización dependiente de la PI3-quinasa, lo que sugiere que un inhibidor de la PI3-quinasa (por ejemplo, LY 294002) potenciaría la formación definitiva del endodermo al inhibir los efectores de la insulina/IGF. Véase FIG.6A y B, específicamente, la expresión de SOX17 se reduce 4 veces con 1 jg/m l de insulina. La insulina y/o el IGF están presentes a niveles biológicamente activos en varios suplementos de medios tales como KSR, FCS (suero de ternera fetal), FBS (suero bovino fetal), B27 y StemPro34, y pueden inhibir la diferenciación del endodermo definitivo en dichas condiciones de cultivo, por ejemplo, Jiang et al. (2007) supra. Table 3 shows that there are approximately 3 jg / mly and 10 | jg / ml of insulin present in lxB27 and lxITS, respectively. In addition, the concentration of insulin in the ITS x100 stock solution coincides with the insulin concentration indicated by the manufacturer. Life Technologies does not provide the insulin concentration for B27 x50, so there is no comparison with the insulin levels indicated by the manufacturer; however, the previous insulin concentration of approximately 160 jg / ml is accurate based on the exact measurement of the STI x100 stock solution that was performed at the same time and according to McLean et al. (2007) supra, which showed that both insulin and insulin-like growth factor (IGF) are well established agonists of PI3-kinase-dependent signaling, suggesting that a PI3-kinase inhibitor (by For example, LY 294002) would enhance the definitive formation of the endoderm by inhibiting the effectors of insulin / IGF. See FIG.6A and B, specifically, the expression of SOX17 is reduced 4 times with 1 jg / ml insulin. Insulin and / or IGF are present at biologically active levels in various media supplements such as KSR, FCS (fetal calf serum), FBS (fetal bovine serum), B27 and StemPro34, and can inhibit definitive endoderm differentiation in such culture conditions, for example, Jiang et al. (2007) supra.

Como se usa en el presente documento, "exógeno" o "añadido exógenamente", compuestos tales como agentes, componentes, factores de crecimiento, factores de diferenciación, y similares, en el contexto de los cultivos o medios condicionados, se refiere a lo que se añade a los cultivos o medios para complementar cualquier compuesto o factor de crecimiento que puede o no estar ya presente en el cultivo o en los medios. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los cultivos celulares y/o las poblaciones celulares no incluyen un retinoide añadido exógenamente.As used herein, "exogenous" or "exogenously added", compounds such as agents, components, growth factors, differentiation factors, and the like, in the context of crops or conditioned media, refers to what It is added to the cultures or media to complement any compound or growth factor that may or may not already be present in the culture or in the media. For example, in some embodiments, cell cultures and / or cell populations do not include an exogenously added retinoid.

Como se usa en el presente documento, "retinoide" se refiere a retinol, ácido retiniano o retinoico, así como derivados de cualquiera de estos compuestos. En una realización preferida, el retinoide es el ácido retinoico. As used herein, "retinoid" refers to retinol, retinal or retinoic acid, as well as derivatives of any of these compounds. In a preferred embodiment, the retinoid is retinoic acid.

El término "factor de crecimiento de la familia de los FGF" "un factor de crecimiento de fibroblastos" o "miembro de la familia de factores de crecimiento de fibroblastos" significa un FGF seleccionado del grupo que comprende FGF1, FGF2, FGF3, FGF4, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF9, FGF10, FGF11, FGF12, FGF13, FGF14, FGF15, FGF16, FGF17, FGF18, FGF19, FGF20, FGF21, FGF22 y FGF23. En algunas realizaciones, "factor de crecimiento de la familia de los FGF", "un factor de crecimiento de fibroblastos" o "miembro de la familia de factores de crecimiento de fibroblastos" significa cualquier factor de crecimiento que tenga homología y/o función similar a un miembro conocido de la familia de factores de crecimiento de fibroblastos.The term "growth factor of the FGF family" "a fibroblast growth factor" or "member of the fibroblast growth factor family" means an FGF selected from the group comprising FGF1, FGF2, FGF3, FGF4, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF9, FGF10, FGF11, FGF12, FGF13, FGF14, FGF15, FGF16, FGF17, FGF18, FGF19, FGF20, FGF21, FGF22 and FGF23. In some embodiments, "growth factor of the FGF family", "a fibroblast growth factor" or "member of the fibroblast growth factor family" means any growth factor that has similar homology and / or function to a known member of the family of fibroblast growth factors.

La expresión "miembro de la superfamilia de TGFp" o "ligando de la superfamilia de TGFp" o "activador de la vía de señalización de TGFp TGF-beta" o equivalentes de las mismas se refiere a más de 30 proteínas relacionadas estructuralmente, incluyendo las subfamilias de TGF-beta1, TGF-beta2, TF-beta3, GDF-15, GDF-9, BMP-15, BMP-16, BMP-3, GDF-10, BMP-9, BMP-10, GDF-6, GDF-5, GDF-7, BMP-5, BMP-6, BMP-7, BMP-8, BMP-2, BMP-4, GDF-3, GDF-1, GDF 11, GDF8, Activinas betaC, betaE, betaA y betaB, BMP-14, GDF-14, MIS, Inhibina alfa, Leftyl, Lefty2, GDNF, Neurteurina, Persefina y Artemina. Véase Chang et al. (2002) Endocrine Rev. 23(6):787-823. Estos ligandos normalmente se sintetizan como prepropéptidos de aproximadamente 400-500 aminoácidos (aa), y un "miembro de la superfamilia de TGFp" o "ligando de la superfamilia de TGFp" o "activador de la vía de señalización de TGFp TGF-beta" o sus equivalentes pueden ser la proteína de longitud completa o un péptido proteolítico de la misma.The term "TGFp superfamily member" or "TGFp superfamily ligand" or "TGFp TGF-beta signaling pathway activator" or equivalent thereof refers to more than 30 structurally related proteins, including subfamilies of TGF-beta1, TGF-beta2, TF-beta3, GDF-15, GDF-9, BMP-15, BMP-16, BMP-3, GDF-10, BMP-9, BMP-10, GDF-6, GDF-5, GDF-7, BMP-5, BMP-6, BMP-7, BMP-8, BMP-2, BMP-4, GDF-3, GDF-1, GDF 11, GDF8, BetaC, betaE, betaA and betaB, BMP-14, GDF-14, MIS, Inhibin alfa, Leftyl, Lefty2, GDNF, Neurteurin, Persephine and Artemine. See Chang et al. (2002) Endocrine Rev. 23 (6): 787-823. These ligands are normally synthesized as prepropeptides of approximately 400-500 amino acids (aa), and a "TGFp superfamily member" or "TGFp superfamily ligand" or "TGFp TGF-beta signaling pathway activator" or its equivalents can be the full length protein or a proteolytic peptide thereof.

La expresión "ligando de ERBB" se refiere a un ligando que se une a cualquiera de los receptores de ErbB, que, a su vez, puede dimerizarse con otro receptor de ErbB, o puede funcionar como un monómero, activando así la actividad tirosina quinasa del monómero de la porción ErbB o un dímero o un receptor heterodimérico. Los ejemplos no limitantes de ligandos de ErbB incluyen neuregulina-1; variantes de corte y empalme e ¡soformas de la Neurregulina-1, incluyendo, pero sin limitación, HRG-p, HRG-a, factor de diferenciación de Neu (NDF), actividad inductora del receptor de acetilcolina (ARIA), factor de crecimiento glial 2 (GGF2) y factor derivado de las neuronas sensoriales y motoras (SMDF); Neurregulina-2; variantes de corte y empalme e isoformas de la Neuregulina-2, incluyendo, pero sin limitación, antagonistas de NRG2-p; Epirregulina; y Birregulina.The term "ERBB ligand" refers to a ligand that binds to any of the ErbB receptors, which, in turn, can be dimerized with another ErbB receptor, or it can function as a monomer, thus activating the tyrosine kinase activity of the monomer of the ErbB portion or a dimer or a heterodimeric receptor. Non-limiting examples of ErbB ligands include neuregulin-1; splice variants and neurregulin-1 sophormas, including, but not limited to, HRG-p, HRG-a, Neu differentiation factor (NDF), acetylcholine receptor inducing activity (ARIA), growth factor glial 2 (GGF2) and factor derived from sensory and motor neurons (SMDF); Neurregulin-2; splice variants and isoforms of Neuregulin-2, including, but not limited to, NRG2-p antagonists; Epirregulin; and Birregulina.

El término "expresión", como se usa en el presente documento, se refiere a la producción de un material o de una sustancia, así como al nivel o a la cantidad de producción de un material o de una sustancia. Por lo tanto, la determinación de la expresión de un marcador específico se refiere a detectar la cantidad relativa o absoluta del marcador que se expresa o simplemente detectar la presencia o ausencia del marcador.The term "expression", as used herein, refers to the production of a material or a substance, as well as to the level or amount of production of a material or a substance. Therefore, the determination of the expression of a specific marker refers to detecting the relative or absolute amount of the marker that is expressed or simply detecting the presence or absence of the marker.

El término "marcador", como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier molécula que pueda observarse 0 detectarse. Por ejemplo, un marcador puede incluir, pero sin limitación, un ácido nucleico, tal como una transcripción de un gen específico, un producto polipeptídico de un gen, un polipéptido producto no génico, una glicoproteína, un carbohidrato, un glicolípido, un lípido, una lipoproteína o una molécula pequeña (por ejemplo, moléculas que tienen un peso molecular inferior a 10.000 uma).The term "marker", as used herein, refers to any molecule that can be observed or detected. For example, a label may include, but is not limited to, a nucleic acid, such as a transcription of a specific gene, a polypeptide product of a gene, a non-gene product polypeptide, a glycoprotein, a carbohydrate, a glycolipid, a lipid, a lipoprotein or a small molecule (for example, molecules that have a molecular weight less than 10,000 amu).

Para la mayoría de los marcadores descritos en el presente documento, se proporciona el símbolo oficial del gen de la Organización del Genoma Humano (HUGO). Dichos símbolos, que son desarrollados por el Comité de Nomenclatura de Genes HUGO, proporcionan abreviaturas únicas para cada uno de los genes y productos génicos humanos nombrados. Los expertos en la materia reconocen fácilmente estos símbolos génicos y pueden asociarse fácilmente con una secuencia génica y/o proteica humana única correspondiente.For most of the markers described herein, the official symbol of the Human Genome Organization (HUGO) gene is provided. These symbols, which are developed by the HUGO Nomenclature Committee, provide unique abbreviations for each of the named human gene products and genes. Those skilled in the art readily recognize these gene symbols and can easily be associated with a corresponding unique human gene and / or protein sequence.

De acuerdo con las designaciones HUGO, los siguientes símbolos génicos se definen de la siguiente manera: GHRL-grelina; lAPP-polipéptido amiloide de los islotes; INS - insulina; GCG - glucagón; ISL1 -factor de transcripción ISL1; PAX6 - gen de caja pareada 6; PAX4 - gen de caja pareada 4; NEUROG3 - neurogenina 3 (NGN3); NKX2-2 - factor de transcripción de NKX2 relacionado, locus 2 (n Kx 2.2); NKX6-1 - factor de transcripción de NKX6 relacionado, locus 1 (NKX6.1); IPF1 - factor promotor de la insulina 1 (PDXl); ONECUT1 - un dominio de corte, miembro de la familia 1 (HNF6); HLXB9 - caja homeótica B9 (HB9); TCF2 - factor de transcripción 2, hepático (HNF1b); FOXA1- caja Forkhead A1; HGF - factor de crecimiento de hepatocitos; IGF1 - factor de crecimiento de tipo insulina 1; POU5F1 - Dominio POU, clase 5, factor de transcripción 1 (OCT4); NANOG - caja homeótica de Nanog; SOX2 - SRY (región Y de determinación del sexo)-caja 2; CDH1 - cadherina 1, tipo 1, E-cadherina (ECAD); T - homólogo de braquiuria (BRACH); FGF4 - factor de crecimiento de fibroblastos 4; WNT3 - familia de sitios de integración de MMTV de tipo wingless, miembro 3; SOX17 - SRY (región Y de determinación del sexo)-caja 17; GSC - goosecoid; CER1 - (cerberus 1, superfamilia del nudo de cisteína, homólogo (CER); CXCR4 - receptor 4 de quimiocinas (motivo C-X-C); FGF17 - factor de crecimiento de fibroblastos 17; FOXA2 - caja forkhead A2; SOX7 - SRY (región Y de determinación del sexo)-caja 7; SOX1 - SRY (región Y de determinación del sexo)-caja 1; AFP - alfa-fetoproteína; SPARC - proteína secretada, ácido, rica en cisteína (osteonectina); y THBD-trombomodulina (TM), NCAM - molécula de adhesión a células neuronales; SYP - sinaptofisina; ZIC1 - miembro 1 de la familia de Zic; NEF3 - neurofilamento 3 (NFM); SST -somatostatina; MAFA - homólogo A del oncogén de fibrosarcoma musculoaponeurótico v-maf; MAFB - homólogo B de oncogén de fibrosarcoma musculoaponeurótico v-maf; SYP - sinaptofisina; CHGA - cromogranina A (proteína secretora de paratiroides 1); NGN3 - Neurogenina 3, NKX2.2 - Caja homeótica 2 de NK2; NKX6.1- Caja homeótica 1 de NK6; ID1 - Inhibidor de la unión al ADN 1, GHRL - Prepropéptido de Grelina/Obestatina, GSK - sintasa quinasa de glicógeno, G6PC2 - glucosa-6-fosfatasa, UCN3 - urocortina 3, PCSK1 - proproteína convertasa subtilisina/kexina de tipo 1, SLC30A8 - familia de transportadores de solutos 30 (transportador de cinc), miembro 8 y CADH1 - E-Cadherina. According to the HUGO designations, the following gene symbols are defined as follows: GHRL-ghrelin; lAPP-amyloid islet polypeptide; INS - insulin; GCG-glucagon; ISL1 - ISL1 transcription factor; PAX6 - paired box gene 6; PAX4 - paired box gene 4; NEUROG3 - neurogenin 3 (NGN3); NKX2-2 - related NKX2 transcription factor, locus 2 (n Kx 2.2); NKX6-1 - related NKX6 transcription factor, locus 1 (NKX6.1); IPF1 - insulin promoting factor 1 (PDXl); ONECUT1 - a cutting domain, family member 1 (HNF6); HLXB9 - homeotic box B9 (HB9); TCF2 - transcription factor 2, hepatic (HNF1b); FOXA1- Forkhead A1 box; HGF - hepatocyte growth factor; IGF1 - insulin-like growth factor 1; POU5F1 - POU domain, class 5, transcription factor 1 (OCT4); NANOG - Nanog homeotic box; SOX2 - SRY (Y region for sex determination) - box 2; CDH1 - cadherin 1, type 1, E-cadherin (ECAD); T - Brachyuria counterpart (BRACH); FGF4 - fibroblast growth factor 4; WNT3 - family of MMTV integration sites of wingless type, member 3; SOX17 - SRY (sex determination region Y) - box 17; GSC - goosecoid; CER1 - (cerberus 1, cysteine knot superfamily, homolog (CER); CXCR4 - chemokine receptor 4 (CXC motif); FGF17 - fibroblast growth factor 17; FOXA2 - forkhead A2 box; SOX7 - SRY (Y region of sex determination) -box 7; SOX1-SRY (Y region for sex determination) -box 1; AFP-alpha-fetoprotein; SPARC - secreted, acidic, cysteine-rich protein (osteonectin); and THBD-thrombomodulin (TM) , NCAM - neuronal cell adhesion molecule; SYP - synaptophysin; ZIC1 - member 1 of the Zic family; NEF3 - neurofilament 3 (NFM); SST -somatostatin; MAFA - homologue A of the musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene v-maf; MAFB - V-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homologue B; SYP - synaptophysin; CHGA - chromogranin A (parathyroid secreting protein 1); NGN3 - Neurogenin 3, NKX2.2 - Homeotic box 2 of NK2; NKX6.1- Homeotic box 1 of NK6; ID1 - DNA binding inhibitor 1, GHRL - Ghrelin Prepropeptide / Obestatin, GSK - glycogen synthase kinase, G6PC2 - glucose-6-phosphatase, UCN3 - urocortin 3, PCSK1 - proprotein convertase subtilisin / kexin type 1, SLC30A8 - solute transporter family 30 (zinc carrier), member 8 and CADH1 - E-Cadherina.

Las expresiones factor de crecimiento de fibroblastos 7 (FGF7) y factor de crecimiento de queratinocitos (KGF) son sinónimos.The terms fibroblast growth factor 7 (FGF7) and keratinocyte growth factor (KGF) are synonyms.

La progresión de las células pluripotentes a varias células multipotentes y/o diferenciadas se puede monitorizar determinando la expresión relativa de los genes o marcadores de genes, característica de una célula específica, en comparación con la expresión de un segundo gen o gen de control, por ejemplo, genes constitutivos. En algunos procesos, La expresión de ciertos marcadores se determina detectando la presencia o ausencia del marcador. Como alternativa, la expresión de ciertos marcadores puede determinarse midiendo el nivel al que el marcador está presente en las células del cultivo celular o la población celular. En dichos procesos, la medida de la expresión del marcador puede ser cualitativa o cuantitativa. Un método para cuantificar la expresión de marcadores producidos por genes marcadores es mediante el uso de PCR cuantitativa (Q-PCR). Los métodos para realizar la Q-PCR son bien conocidos en la técnica. También se pueden usar otros métodos que se conocen en la técnica para cuantificar la expresión del gen marcador. Por ejemplo, la expresión de un producto génico marcador puede detectarse usando anticuerpos específicos para el producto génico marcador de interés.The progression of pluripotent cells to several multipotent and / or differentiated cells can be monitored by determining the relative expression of genes or gene markers, characteristic of a specific cell, compared to the expression of a second gene or control gene, by example, constitutive genes. In some processes, the expression of certain markers is determined by detecting the presence or absence of the marker. Alternatively, the expression of certain markers can be determined by measuring the level at which the marker is present in the cells of the cell culture or the cell population. In such processes, the measure of marker expression can be qualitative or quantitative. One method to quantify the expression of markers produced by marker genes is through the use of quantitative PCR (Q-PCR). The methods for performing the Q-PCR are well known in the art. Other methods known in the art can also be used to quantify expression of the marker gene. For example, the expression of a marker gene product can be detected using antibodies specific to the marker gene product of interest.

Además, se dispone de ensayos y/o metodologías de multiplexación para analizar muchos genes con alta sensibilidad y eficacia. Por ejemplo, con al menos el sistema nCounter provisto por Nanostring (Seattle, WA, EE.UU.), en la actualidad, los usuarios pueden analizar los niveles de expresión de hasta 800 genes simultáneamente, con una sensibilidad comparable a la de los sistemas de PCR cuantitativos y con menos de 15 minutos de tiempo práctico por reacción. Por consiguiente, el ARN total en cualquiera de las muestras (por ejemplo, cultivos de células PEC en fase 4 y progenitoras/precursoras endocrinas y endocrinas en fase 7, respectivamente) se puede aislar (por ejemplo, por triplicado) usando el extractor de ácido nucleico 6100 (Applied Biosystems; Foster City, CA, EE.UU.); y se requieren aproximadamente 100 ng por reacción para la cuantificación de la expresión génica usando el Sistema nCounter de Nanostring. Y en lugar de la detección analógica, el sistema nCounter usa la detección digital, por lo que cada transcripción del gen es detectada por una sonda unida a un segmento de ADN que está unido a una cadena única de fluoróforos de colores (el código de barras molecular). La identificación de esa transcripción, por lo tanto, depende solo del orden de los flúor de la cadena, en lugar de las intensidades de los flúor. En segundo lugar, el número de transcripciones totales en una muestra se cuantifica contando el número total de veces que se detecta una determinada cadena de flúor (código de barras). Además, este método no requiere la amplificación del ARNm diana, por tanto, el intervalo es el intervalo biológico de expresión, normalmente, de tres órdenes de magnitud. Actualmente, el sistema puede medir tan solo 1,2 veces los cambios de una sola transcripción a 20 copias por célula (10 fM) con significación estadística (p < 0,05). Para los genes expresados a niveles de entre 0,5 y 20 copias por célula, las diferencias de 1,5 veces en los niveles de expresión son detectables con el mismo nivel de confianza.In addition, multiplexing assays and / or methodologies are available to analyze many genes with high sensitivity and efficiency. For example, with at least the nCounter system provided by Nanostring (Seattle, WA, USA), users can now analyze the expression levels of up to 800 genes simultaneously, with a sensitivity comparable to that of the systems of quantitative PCR and with less than 15 minutes of practical time per reaction. Accordingly, the total RNA in any of the samples (for example, cultures of PEC cells in phase 4 and endocrine and endocrine progenitors / precursors in phase 7, respectively) can be isolated (for example, in triplicate) using the acid extractor nucleic 6100 (Applied Biosystems; Foster City, CA, USA); and approximately 100 ng per reaction is required for the quantification of gene expression using the nCounter Nanostring System. And instead of analog detection, the nCounter system uses digital detection, so each gene transcript is detected by a probe attached to a segment of DNA that is attached to a single chain of colored fluorophores (the barcode molecular). The identification of that transcript, therefore, depends only on the order of the fluorine in the chain, rather than the intensities of the fluorine. Second, the number of total transcripts in a sample is quantified by counting the total number of times a particular fluorine chain (barcode) is detected. In addition, this method does not require amplification of the target mRNA, therefore, the range is the biological range of expression, usually three orders of magnitude. Currently, the system can measure only 1.2 times the changes of a single transcript at 20 copies per cell (10 fM) with statistical significance ( p <0.05). For genes expressed at levels between 0.5 and 20 copies per cell, 1.5-fold differences in expression levels are detectable with the same level of confidence.

En algunos procesos, la expresión más alta de los siguientes genes en comparación con la expresión más baja de otros genes es indicativa de ciertas poblaciones de células, por ejemplo: SOX17, SOX7, AFP o THBD son indicativos de endodermo extraembrionario; NODAL y/o FGF8 son indicativos de estrías preprimitivas; braquiuria, FGF4, SNAI1 y/o WNT3 son indicativos de mesendodermo; CER, GSC, CXCR4, SOX17 y FOXA2 son indicativos de células endodérmicas definitivas; SOX17, FOXA2, FOXA1, HNF1B y HNF4A son indicativos de endodermo de tubo digestivo posterior (o endodermo negativo en PDX1); PDX1, HNF6, SOX9 y PROX1 son indicativos de endodermo positivo en PDX1; PDX1, NKX6.1, PTFA1, CPA y cMYC son indicativos de epitelio pancreático (PE o progenitor pancreático); NGN3, PAX4, ARX y NKX2.2 son indicativos de células progenitoras/precursoras endocrinas; e INS, Gc G, GHr L, SST y PP son indicativos de las diversas células endocrinas; la expresión relativa alta de los genes MAFA a MAFB es indicativa de células endocrinas secretoras de insulina; y la expresión relativa alta de MAFB con respecto a la expresión del gen MAFA es indicativa de células endocrinas secretoras de glucagón. No obstante, en ciertas figuras y dibujos solo se muestran los marcadores de "distintivos" o "clave" típicos de ese tipo de célula en particular de un determinado linaje. Como entenderá el experto en la materia, esos otros marcadores o genes se expresan, pero no se muestran ni describen, por ejemplo, los genes que se expresan de forma constitutiva o se expresan en todos o mayor parte o la mayoría de los tipos de células de un determinado linaje o todos los linajes.In some processes, the highest expression of the following genes compared to the lowest expression of other genes is indicative of certain cell populations, for example: SOX17, SOX7, AFP or THBD are indicative of extraembryonic endoderm; NODAL and / or FGF8 are indicative of preprimitive stretch marks; brachyuria, FGF4, SNAI1 and / or WNT3 are indicative of mesendoderm; CER, GSC, CXCR4, SOX17 and FOXA2 are indicative of definitive endodermal cells; SOX17, FOXA2, FOXA1, HNF1B and HNF4A are indicative of posterior digestive tract endoderm (or negative endoderm in PDX1); PDX1, HNF6, SOX9 and PROX1 are indicative of positive endoderm in PDX1; PDX1, NKX6.1, PTFA1, CPA and cMYC are indicative of pancreatic epithelium (PE or pancreatic parent); NGN3, PAX4, ARX and NKX2.2 are indicative of endocrine progenitor / precursor cells; and INS, Gc G, GHr L, SST and PP are indicative of the various endocrine cells; high relative expression of MAFA to MAFB genes is indicative of insulin secreting endocrine cells; and the high relative expression of MAFB with respect to the expression of the MAFA gene is indicative of glucagon-secreting endocrine cells. However, only "distinctive" or "key" markers typical of that particular cell type of a particular lineage are shown in certain figures and drawings. As the person skilled in the art will understand, those other markers or genes are expressed, but are not shown or described, for example, genes that are constitutively expressed or expressed in all or most or most of the cell types. of a certain lineage or all lineages.

Métodos para la producción de células madre pluripotentes inducidas (iPS)Methods for the production of induced pluripotent stem cells (iPS)

Las realizaciones descritas en el presente documento no se limitan a un tipo de célula iPS ni a un método para producir la célula iPS. Las realizaciones no están limitadas ni dependen de los niveles de eficacia de producción de las células iPS, porque existen varios métodos. Las realizaciones descritas en el presente documento se aplican a la diferenciación de las células iPS en células de linaje endodérmico y a usos de las mismas.The embodiments described herein are not limited to an iPS cell type or a method of producing the iPS cell. The embodiments are not limited or depend on the levels of production efficiency of the iPS cells, because there are several methods. The embodiments described herein apply to the differentiation of iPS cells into endodermal lineage cells and uses thereof.

Los estudios que usan ciertos factores de reprogramación nuclear han permitido que las células madre pluripotentes o las células madre similares a las pluripotentes se deriven de las propias células somáticas del paciente. Estas células también se denominan células madre pluripotentes inducidas (iPS). La presente invención describe diversas estirpes de células iPS proporcionadas por Shinya Yamanaka, Universidad de Kioto. Sin embargo, otras estirpes de células iPS, por ejemplo, las descritas por James Thomson et al., están englobadas por la invención en el presente documento. Véase la publicación de EE.u U. 20090047263, la publicación internacional WO2005/80598, la publicación de EE.UU.Studies using certain nuclear reprogramming factors have allowed pluripotent stem cells or pluripotent-like stem cells to be derived from the patient's own somatic cells. These cells are also called pluripotent induced stem cells (iPS). The present invention describes various strains of iPS cells provided by Shinya Yamanaka, Kyoto University. However, other iPS cell lines, for example, those described by James Thomson et al., Are encompassed by the invention herein. See U.S. publication U. 20090047263, international publication WO2005 / 80598, U.S. publication

20080233610 y la publicación internacional WO2008/11882. Por lo tanto, como se usa en el presente documento, "células madre pluripotentes inducidas (iPS)" significa células que tienen propiedades similares a otras células madre pluripotentes, por ejemplo, células hES, células hEG, células pPS (madre pluripotentes de primate), células partenogénicas y similares.20080233610 and the international publication WO2008 / 11882. Therefore, as used herein, "induced pluripotent stem cells (iPS)" means cells that have similar properties to other pluripotent stem cells, for example, hES cells, hEG cells, pPS (pluripotent primate stem cells) cells parthenogenic and similar.

Los factores de programación nuclear se describen en la publicación de EE.UU. 20090047263, la publicación internacional WO2005/80598, la publicación de EE.UU. 20080233610 y la publicación internacional WO2008/11882, y se usaron para inducir la reprogramación de una célula diferenciada sin usar óvulos, embriones o células ES. Los métodos para preparar células iPS inducidas a partir de células somáticas usando el factor de reprogramación nuclear similar al usado y descrito en la presente invención no están particularmente limitados. En realizaciones preferidas, el factor de reprogramación nuclear entra en contacto con las células somáticas en un entorno en el que pueden proliferar las células somáticas y células madre pluripotentes inducidas. Una ventaja de las ciertas realizaciones descritas en el presente documento es que se puede preparar una célula madre pluripotente inducida poniendo en contacto un factor de reprogramación nuclear con una célula somática en ausencia de óvulos, embriones o células madre embrionarias (ES). Mediante el uso de un factor de reprogramación nuclear, se puede reprogramar el núcleo de una célula somática, obteniéndose una célula iPS o una "célula similar a ES".Nuclear programming factors are described in the US publication. 20090047263, the international publication WO2005 / 80598, the US publication 20080233610 and the international publication WO2008 / 11882, and were used to induce reprogramming of a differentiated cell without using ovules, embryos or ES cells. The methods for preparing iPS cells induced from somatic cells using the nuclear reprogramming factor similar to that used and described in the present invention are not particularly limited. In preferred embodiments, the nuclear reprogramming factor comes into contact with somatic cells in an environment in which somatic cells and induced pluripotent stem cells can proliferate. An advantage of the certain embodiments described herein is that an induced pluripotent stem cell can be prepared by contacting a nuclear reprogramming factor with a somatic cell in the absence of ovules, embryos or embryonic stem cells (ES). By using a nuclear reprogramming factor, the nucleus of a somatic cell can be reprogrammed, obtaining an iPS cell or an "ES-like cell".

Las células madre pluripotentes descritas en el presente documento, ya sean células hES o células iPS, pueden expresar cualquier número de marcadores de células pluripotentes, incluyendo, pero sin limitación: fosfatasa alcalina (AP); ABCG2; antígeno 1 embrionario específico de fase (SSEA-1); Ss Ea -3; SSEA-4; TRA-1-60; TRA-1-81; Tra-2-49/6E; ERas/ECAT5, E-cadherina; .p.III-tubulina; a-actina del músculo liso (a-SMA); factor de crecimiento de fibroblastos 4 (Fgf4), Cripto, Dax1; proteína de dedo de cinc 296 (Zfp296); N-acetiltransferasa 1 (Nati); (transcripción asociada a células ES 1 (ECAT1); ESG1/DPPA5/ECAT2; ECAT3; ECAT6; ECAT7; ECAT8; ECAT9; ECAT10; ECAT15-1; ECAT15-2; Fthl17; Sal14; factor de transcripción de células embrionarias indiferenciadas (Utf1); Rex1; p53; G3PDH; telomerasa, incluyendo TERT; genes del cromosoma X silenciosos; Dnmt3a; Dnmt3b; TRIM28; Caja F que contiene proteína 15 (Fbx15); Nanog/ECAT4; Oct3/4; Sox2; Klf4; c-Myc; Esrrb; TDGF1; GABRB3; Zfp42, FoxD3; GDF3; CYP25A1; pluripotencia del desarrollo asociada 2 (DPPA2); Punto de rotura del linfoma de linfocitos T 1 (Tel1); DPPA3/Stella; DPPA4 y similares. Se entiende que la presente invención no se limita a los marcadores enumerados en el presente documento, y abarca marcadores tales como marcadores de superficie celular, antígenos y otros productos génicos, incluyendo los EST, ARN (incluyendo microARN y ARN antisentido), ADN (incluyendo genes y ADNc) y sus partes.Pluripotent stem cells described herein, whether hES cells or iPS cells, can express any number of pluripotent cell markers, including, but not limited to: alkaline phosphatase (AP); ABCG2; Embryonic phase-specific antigen 1 (SSEA-1); Ss Ea -3; SSEA-4; TRA-1-60; TRA-1-81; Tra-2-49 / 6E; ERas / ECAT5, E-cadherin; .p.III-tubulin; smooth muscle a-actin (a-SMA); fibroblast growth factor 4 (Fgf4), Crypto, Dax1; Zinc finger protein 296 (Zfp296); N-acetyltransferase 1 (Nati); (transcription associated with ES 1 cells (ECAT1); ESG1 / DPPA5 / ECAT2; ECAT3; ECAT6; ECAT7; ECAT8; ECAT9; ECAT10; ECAT15-1; ECAT15-2; Fthl17; Sal14; undifferentiated embryonic cell transcription factor (Utf1 ); Rex1; p53; G3PDH; telomerase, including TERT; silent X chromosome genes; Dnmt3a; Dnmt3b; TRIM28; Box F containing protein 15 (Fbx15); Nanog / ECAT4; Oct3 / 4; Sox2; Klf4; c-Myc ; Esrrb; TDGF1; GABRB3; Zfp42, FoxD3; GDF3; CYP25A1; associated developmental pluripotency 2 (DPPA2); T 1 lymphocyte rupture point (Tel1); DPPA3 / Stella; DPPA4 and the like. The invention is not limited to the markers listed herein, and encompasses markers such as cell surface markers, antigens and other gene products, including ESTs, RNA (including microRNA and antisense RNA), DNA (including genes and cDNA) and his parts.

En una realización, las estirpes de células iPS usadas en el presente documento contienen los siguientes genes de factor de reprogramación nuclear: un gen de la familia de Oct, un gen de la familia de Klf y un gen de la familia de Sox. En una estirpe de células iPS, se proporcionan cada uno de los siguientes tres tipos de genes: Oct3/4, Klf4 y Sox2. Se emplearon otros productos génicos de estirpes de células iPS de cada uno de los siguientes tres tipos de genes: un gen de la familia de Oct, un gen de la familia de Klf y un gen de la familia de Myc, por ejemplo, Oct3/4, Klf4 y c-Myc. Por consiguiente, se entiende que el factor de reprogramación nuclear puede ser con o sin el gen de la familia de Myc.In one embodiment, the iPS cell lines used herein contain the following nuclear reprogramming factor genes: a gene from the Oct family, a gene from the Klf family and a gene from the Sox family. In an iPS cell line, each of the following three types of genes are provided: Oct3 / 4, Klf4 and Sox2. Other iPS cell lineage products of each of the following three types of genes were used: a gene from the Oct family, a gene from the Klf family and a gene from the Myc family, for example, Oct3 / 4, Klf4 and c-Myc. Therefore, it is understood that the nuclear reprogramming factor can be with or without the Myc family gene.

Los factores de reprogramación nuclear descritos en el presente documento y también conocidos en la técnica, pueden usarse para generar células iPS a partir de células somáticas adultas diferenciadas, y no están limitados por el tipo de células somáticas que se vayan a reprogramar, es decir, se puede reprogramar o desdiferenciar cualquier tipo de célula somática. Debido a que la reprogramación de una célula somática no requiere un óvulo ni/o un embrión, una célula iPS puede ser una célula de mamífero, por lo tanto, brindando la oportunidad de generar células madre pluripotentes específicas para el paciente o la enfermedad.The nuclear reprogramming factors described herein and also known in the art can be used to generate iPS cells from differentiated adult somatic cells, and are not limited by the type of somatic cells to be reprogrammed, that is, any type of somatic cell can be reprogrammed or dedifferentiated. Because reprogramming of a somatic cell does not require an ovule or / or an embryo, an iPS cell can be a mammalian cell, therefore, providing the opportunity to generate specific pluripotent stem cells for the patient or disease.

Se han descrito métodos víricos, no víricos y no integrales para generar células madre pluripotentes inducidas (iPSC) usando adenovirus, plásmidos o la escisión de los factores de reprogramación usando la transposición Cre-loxP3 o piggy BAC. Véase Stadtfeld, M., et al., Science 322, 945-949 (2008); Okita, K. et al., Science 322, 949-953 (2008); Kaji, K. et al. Nature 458, 771-775 (2009); Soldner, F. et al. Cell 136, 964-977 (2009); y Woltjen, K. et al. Nature 458, 766-770 (2009). Asimismo, véase la patente de EE.UU. n.° 20100003757 de Mack, A. et al. (publicado el 7 de enero de 2010) y el n.°: PCT/US2009/037429 de Shi et al. Estos métodos, sin embargo, tienen eficiencias de reprogramación bajas (< 0,003 %), y pueden dejar secuencias de vectores residuales a pesar de la escisión, lo que limita sus aplicaciones terapéuticas. Por ejemplo, la integración vírica en el genoma del hospedador y la sobreexpresión de los factores de transcripción anteriores se han asociado a la tumorigénesis; y una expresión de transgén residual es potencialmente la característica que distingue las células ES y las células iPS. Véase Solder, F. et al., Cell 136:964-977 (2009); Foster et al., Oncogene 24:1491-1500 (2005); y Hochedlinger, K. et al., Cell 121:465-477 (2005).Viral, non-viral and non-integral methods for generating induced pluripotent stem cells (iPSC) using adenovirus, plasmids or cleavage of reprogramming factors using Cre-loxP3 or piggy BAC transposition have been described. See Stadtfeld, M., et al., Science 322, 945-949 (2008); Okita, K. et al., Science 322, 949-953 (2008); Kaji, K. et al. Nature 458, 771-775 (2009); Soldner, F. et al. Cell 136, 964-977 (2009); and Woltjen, K. et al. Nature 458, 766-770 (2009). Also, see US Pat. No. 20100003757 by Mack, A. et al. (published on January 7, 2010) and No.: PCT / US2009 / 037429 by Shi et al. These methods, however, have low reprogramming efficiencies (<0.003%), and may leave residual vector sequences despite cleavage, which limits their therapeutic applications. For example, viral integration in the host genome and overexpression of the above transcription factors have been associated with tumorigenesis; and a residual transgene expression is potentially the characteristic that distinguishes ES cells and iPS cells. See Solder, F. et al., Cell 136: 964-977 (2009); Foster et al., Oncogene 24: 1491-1500 (2005); and Hochedlinger, K. et al., Cell 121: 465-477 (2005).

En otras realizaciones de la invención, los métodos para generar iPSC incluyen vectores episómicos derivados del virus de Epstein-Barr. Véase Yu, J. et al. Science 324, 797-801 (2009) y la solicitud de EE. UU. 20100003757 de Mack, A. et al. publicada el 7 de enero de 2010. Estos métodos requieren tres plásmidos separados que portan una combinación de siete factores, incluyendo el oncogén SV40.In other embodiments of the invention, methods for generating iPSC include episomic vectors derived from the Epstein-Barr virus. See Yu, J. et al. Science 324, 797-801 (2009) and the US application. UU. 20100003757 de Mack, A. et al. published on January 7, 2010. These methods require three separate plasmids that carry a combination of seven factors, including the SV40 oncogene.

En otra realización de la invención, los métodos para generar iPSC incluyen iPSC basadas en proteínas de células fetales y neonatales humanas y de ratón. Véase Zhou H. et al. Cell Stem Cell 4, 381-384 (2009); y Kim, D. et al. Cell Stem Cell 4, 472-476 (2009). Estas metodologías se realizan usando un tratamiento químico (por ejemplo, ácido valproico en el caso de Zhou et al. 2009 supra) o varias series de tratamiento (Kim et al. 2009, supra). In another embodiment of the invention, methods for generating iPSC include iPSC based on human and mouse fetal and neonatal cell proteins. See Zhou H. et al. Cell Stem Cell 4, 381-384 (2009); and Kim, D. et al. Cell Stem Cell 4, 472-476 (2009). These methodologies are performed using a chemical treatment (for example, valproic acid in the case of Zhou et al. 2009 supra) or several treatment series (Kim et al. 2009, supra).

En otra realización de la invención, se pueden usar vectores de minicírculo o plásmidos, que son moléculas de ADN superenrolladas que carecen de un origen de replicación bacteriano y genes de resistencia a los antibióticos. Véase Chen Z.-Y. et al., Mol. Ther. 8, 495-500 (2003); Chen, Z.-Y. et al., Hum. Gene Ther. 16, 126-131 (2005); y Jia, F. et al., "Nature Methods Advance Publication" en línea 7 de febrero de 2010. Estas metodologías generan iPSC con abundantes eficiencias de transfección y una expresión ectópica más larga, porque tienen una activación más baja de los mecanismos de silenciamiento exógenos.In another embodiment of the invention, mini-circle vectors or plasmids, which are supercoiled DNA molecules that lack an origin of bacterial replication and antibiotic resistance genes, can be used. See Chen Z.-Y. et al., Mol. Ther. 8, 495-500 (2003); Chen, Z.-Y. et al., Hum. Gene Ther. 16, 126-131 (2005); and Jia, F. et al., "Nature Methods Advance Publication" online February 7, 2010. These methodologies generate iPSC with abundant transfection efficiencies and longer ectopic expression, because they have lower activation of silencing mechanisms. exogenous

En otra realización más de la invención, las células iPS pueden generarse a partir de pacientes humanos con diversas enfermedades, entre los que se incluyen pacientes diabéticos, pacientes de ELA, pacientes de distrofia muscular espinal y Parkinson. Véase Maehr et al. PNAS EE.UU. 106(37):15768-73 (2009); Dimos et al., Science, 321:1218-21 (2008); Ebert et al. Nature 457:277-80 (2009); Park et al. Cell 134:877-886 (2008); y Soldner et al., Cell 136:964-977. Al menos una ventaja de producir células hIPS de pacientes con enfermedades específicas es que la célula derivada contendría el genotipo y las respuestas celulares de la enfermedad humana. Asimismo, véase la Tabla 4 que enumera al menos algunas estirpes de células iPS humanas existentes. Esta información se derivó del material publicado y de las bases de datos disponibles públicamente, entre las que se incluyen, por ejemplo, el Registro de Células Madre de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), el Registro de Células Madre Embrionarias Humanas y el Registro Internacional de Células Madre ubicado en la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, Worcester, Massachusetts, EE.UU. Estas bases de datos se actualizan periódicamente a medida que las estirpes de células están disponibles y se obtiene el registro.In yet another embodiment of the invention, iPS cells can be generated from human patients with various diseases, including diabetic patients, ALS patients, patients with spinal muscular dystrophy and Parkinson's. See Maehr et al. PNAS USA 106 (37): 15768-73 (2009); Dimos et al., Science, 321: 1218-21 (2008); Ebert et al. Nature 457: 277-80 (2009); Park et al. Cell 134: 877-886 (2008); and Soldner et al., Cell 136: 964-977. At least one advantage of producing hIPS cells from patients with specific diseases is that the derived cell would contain the genotype and cellular responses of the human disease. Also, see Table 4 that lists at least some strains of existing human iPS cells. This information was derived from published material and publicly available databases, including, for example, the Registry of Stem Cells of the National Institutes of Health (NIH), the Registry of Human Embryonic Stem Cells and the International Registry of Stem Cells located at the University of Massachusetts School of Medicine, Worcester, Massachusetts, USA. These databases are updated periodically as cell lines are available and registration is obtained.

Las composiciones de referencia y los métodos descritos en el presente documento contemplan el uso de diversas células madre pluripotentes de primate diferenciables, incluyendo células madre pluripotentes humanas, tales como hESC, incluyendo, pero sin limitación, CyT49, CyT212, CyT203, CyT25, (disponibles en el mercado al menos en el momento de la presentación de la presente solicitud de ViaCyte Inc. ubicada en 3550 General Atomics Court, San Diego CA 92121) BGO1, BG02 y m El 1, y células madre pluripotentes inducidas (iPS) tales como iPSC-482c7 e iPSC-603 (disponibles en el mercado en Cellular Dynamics International, Inc., Madison, Wisconsin) e iPSC-G4 (de aquí en adelante "G4") e iPSC-B7 (de aquí en adelante, "B7") (disponibles en el mercado en Shinya Yamanaka, Center for iPS Cell Research, Universidad de Kioto); los estudios que usan estas y otras células iPS humanas se describen en detalle en las solicitudes de patente de EE.UU. 12/765.714 y 13/761.078, ambas tituladas "CELL COMPOSITIONS FROM DEDIFFERENTIATED REPROGRAMMED CELLS", presentadas el 22 de abril de 2010 y el 6 de febrero de 2013, respectivamente. Algunas de estas células madre pluripotentes humanas están registradas en registros nacionales como los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) y se enumeran en el Registro de Células Madre Humanas NIH (por ejemplo, registro de CyT49 n.° 0041). También se puede encontrar información sobre CyT49, otras estirpes de células disponibles en la web mundial stemcells.nih.gov/research/registry. Otras estirpes de células más, por ejemplo, BG01 y BG01v, se venden en el mercado y se distribuyen a terceros por WiCell®, una filial del Banco Internacional de Células Madre de Wisconsin (WISC) (nombre del catálogo, BG01) y ATCC (n.° de catálogo SCRC-2002), respectivamente. Mientras que otras estirpes de células descritas en el presente documento pueden no estar registradas ni distribuidas por un repositorio biológico, tal como WiCell® o ATCC, dichas estirpes de células están disponibles en el mercado para el público en general directa o indirectamente a partir de los principales investigadores, laboratorios e/o instituciones. Las solicitudes públicas de estirpes de células y reactivos, por ejemplo, son habituales para los expertos en el campo de las ciencias de la vida. Por lo general, la transferencia de estas células o materiales se realiza mediante un acuerdo convencional de transferencia de materiales entre el propietario de la estirpe celular o el material y el destinatario. Estos tipos de transferencias de materiales ocurren con frecuencia en un entorno de investigación, en particular, en las ciencias de la vida. De hecho, el solicitante ha transferido células de manera habitual desde el momento en que se derivaron y se caracterizaron, incluyendo CyT49 (2006), CyT203 (2005), Cyt212 (2009), CyT25 (2002), BG01 (2001), BG02 (2001), BG03 (2001) y Bg 01v (2004), a través de acuerdos con socios comerciales, y organizaciones y colaboradores sin ánimo de lucro. El año entre paréntesis junto a cada estirpe celular de la lista anterior indica el año en el que las estirpes de células o los materiales se hicieron públicos e inmortales (por ejemplo, se crearon bancos de células) y, por lo tanto, no se ha realizado o requerido la destrucción de otro embrión desde el establecimiento de estas estirpes de células para la preparación de las composiciones y la puesta en práctica de los métodos descritos en el presente documento.The reference compositions and methods described herein contemplate the use of various differentiable primate pluripotent stem cells, including human pluripotent stem cells, such as hESC, including, but not limited to, CyT49, CyT212, CyT203, CyT25, (available on the market at least at the time of submission of the present application of ViaCyte Inc. located at 3550 General Atomics Court, San Diego CA 92121) BGO1, BG02 and m El 1, and induced pluripotent stem cells (iPS) such as iPSC- 482c7 and iPSC-603 (commercially available from Cellular Dynamics International, Inc., Madison, Wisconsin) and iPSC-G4 (hereafter "G4") and iPSC-B7 (hereafter "B7") ( commercially available at Shinya Yamanaka, Center for iPS Cell Research, University of Kyoto); Studies using these and other human iPS cells are described in detail in US patent applications. 12 / 765,714 and 13 / 761,078, both entitled "CELL COMPOSITIONS FROM DEDIFFERENTIATED REPROGRAMMED CELLS", filed on April 22, 2010 and February 6, 2013, respectively. Some of these human pluripotent stem cells are registered in national registries such as the National Institutes of Health (NIH) and are listed in the NIH Human Stem Cell Registry (for example, CyT49 registry No. 0041). You can also find information about CyT49, other cell lines available on the world website stemcells.nih.gov/research/registry. Other lines of cells, for example, BG01 and BG01v, are sold on the market and distributed to third parties by WiCell®, a subsidiary of the International Stem Cell Bank of Wisconsin (WISC) (catalog name, BG01) and ATCC ( Catalog No. SCRC-2002), respectively. While other cell lines described herein may not be registered or distributed by a biological repository, such as WiCell® or ATCC, such cell lines are commercially available to the general public directly or indirectly from those Main researchers, laboratories and / or institutions. Public applications for cell lines and reagents, for example, are common for experts in the field of life sciences. Generally, the transfer of these cells or materials is carried out by a conventional material transfer agreement between the owner of the cell line or the material and the recipient. These types of material transfers occur frequently in a research environment, particularly in the life sciences. In fact, the applicant has regularly transferred cells from the moment they were derived and characterized, including CyT49 (2006), CyT203 (2005), Cyt212 (2009), CyT25 (2002), BG01 (2001), BG02 ( 2001), BG03 (2001) and Bg 01v (2004), through agreements with business partners, and non-profit organizations and collaborators. The year in parentheses next to each cell line in the above list indicates the year in which cell lines or materials were made public and immortal (for example, cell banks were created) and, therefore, have not been Performed or required the destruction of another embryo since the establishment of these cell lines for the preparation of the compositions and the implementation of the methods described herein.

Las Tablas 4 y 5 son listas no exhaustivas de ciertas iPSC y hESC, respectivamente, que están disponibles en todo el mundo para fines de investigación y/o comerciales, y son adecuados para su uso en los métodos y las composiciones de la presente divulgación. La información de las Tablas 3 y 4 se obtuvo del material publicado y las bases de datos disponibles para el público en general, que incluyen: por ejemplo, el Registro de Células Madre Humanas de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), el Registro de Células Madre Embrionarias Humanas y el Registro Internacional de Células Madre ubicado en la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, Worcester, Massachusetts, EE.UU. Estas bases de datos se actualizan periódicamente a medida que las estirpes de células están disponibles y se obtiene el registro.Tables 4 and 5 are non-exhaustive lists of certain iPSC and hESC, respectively, which are available worldwide for research and / or commercial purposes, and are suitable for use in the methods and compositions of the present disclosure. The information in Tables 3 and 4 was obtained from published material and databases available to the general public, which include: for example, the Registry of Human Stem Cells of the National Institutes of Health (NIH), the Registry of Human Embryonic Stem Cells and the International Registry of Stem Cells located at the University of Massachusetts School of Medicine, Worcester, Massachusetts, USA. These databases are updated periodically as cell lines are available and registration is obtained.

La iPSC humana descrita en el presente documento (al menos iPSC-603 e iPSC-482-c7) fue proporcionada por Cellular Dynamics International, Inc. (Madison, Wisconsin, EE.UU.). The human iPSC described herein (at least iPSC-603 and iPSC-482-c7) was provided by Cellular Dynamics International, Inc. (Madison, Wisconsin, USA).

T l 4: Li ir l l m r l ri n in i r l r h m n hIPT l 4: Li ir l l m r l ri n in i r l r h m n hIP

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Otra ventaja de usar células hIPS es que dichas células hIPS serían una población de células autólogas emparejadas inmunológicamente; y las células específicas del paciente permitirían estudiar el origen y la progresión de la enfermedad. Por lo tanto, es posible entender las causas de una enfermedad, que puede proporcionar información que conduzca al desarrollo de tratamientos profilácticos y terapéuticos para la enfermedad.Another advantage of using hIPS cells is that said hIPS cells would be a population of immunologically matched autologous cells; and the patient's specific cells would allow studying the origin and progression of the disease. Therefore, it is possible to understand the causes of a disease, which can provide information that leads to the development of prophylactic and therapeutic treatments for the disease.

Células madre embrionarias humanas (hES) pluripotentes (ejemplos de referencia)Pluripotent human embryonic stem cells (hES) (reference examples)

Se desvelan métodos de referencia para la obtención de células endodérmicas definitivas y, en última instancia, cualquier tipo de célula derivado del linaje endodérmico, incluyendo, pero sin limitación, endodermo del tracto digestivo superior, endodermo pancreático, células progenitoras/precursoras endocrinas y/o células que expresan hormonas del islote pancreático usando células madre embrionarias humanas (hES) como material de partida. Estas células hES pueden ser células que se originan a partir de la mórula, masa celular interna embrionaria o las obtenidas de crestas gonadales embrionarias. Las células madre embrionarias humanas pueden mantenerse en cultivo en un estado pluripotente sin diferenciación sustancial usando métodos que se conocen en la técnica. Dichos métodos se describen, por ejemplo, en las patentes de EE.UU. n° 5.453.357; 5.670.372; 5.690.926; 5.843.780; 6.200.806 y 6.251.671. Reference methods are disclosed for obtaining definitive endodermal cells and, ultimately, any type of cell derived from the endodermal lineage, including, but not limited to, upper digestive tract endoderm, pancreatic endoderm, endocrine progenitor / precursor cells and / or cells that express hormones from the pancreatic islet using human embryonic stem cells (hES) as a starting material. These hES cells can be cells that originate from the morula, embryonic internal cell mass or those obtained from embryonic gonadal ridges. Human embryonic stem cells can be maintained in culture in a pluripotent state without substantial differentiation using methods known in the art. Such methods are described, for example, in US Pat. No. 5,453,357; 5,670,372; 5,690,926; 5,843,780; 6,200,806 and 6,251,671.

En algunos procesos, se mantienen células madre pluripotentes, por ejemplo, células hES, en una capa alimentadora. En dichos procesos, se puede usar cualquier capa alimentadora que permita que la célula pluripotente se mantenga en un estado pluripotente. Una capa alimentadora comúnmente usada para el cultivo de células madre embrionarias humanas es una capa de fibroblastos de ratón. Más recientemente, se han desarrollado capas alimentadoras de fibroblastos humanos para su uso en el cultivo de células pluripotentes (véase la publicación de solicitud de patente de EE.UU. n.° 2002/0072117). Los procesos alternativos permiten el mantenimiento de células pluripotentes sin el uso de una capa alimentadora.In some processes, pluripotent stem cells, for example, hES cells, are maintained in a feeder layer. In such processes, any feeder layer that allows the pluripotent cell to be maintained in a pluripotent state can be used. A feeder layer commonly used for the culture of human embryonic stem cells is a layer of mouse fibroblasts. More recently, human fibroblast feeder layers have been developed for use in the cultivation of pluripotent cells (see US Patent Application Publication No. 2002/0072117). Alternative processes allow the maintenance of pluripotent cells without the use of a feeder layer.

Las células pluripotentes descritas en el presente documento pueden mantenerse en cultivo con o sin suero, con o sin matriz extracelular, con o sin FGF. En algunos procedimientos de mantenimiento de células pluripotentes, se usa reemplazo de suero. Estos y otros métodos para el cultivo y la diferenciación de células pluripotentes o multipotentes, respectivamente, se describen en el documento PCT/US2007/062755, presentado el 23 de febrero de 2007, y titulado "COMPOSITIONS AND METHODS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELLS" y el documento PCT/US2008/080516, presentado el 20 de octubre de 2008, y titulado "METHODS AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM".The pluripotent cells described herein can be maintained in culture with or without serum, with or without extracellular matrix, with or without FGF. In some pluripotent cell maintenance procedures, serum replacement is used. These and other methods for the cultivation and differentiation of pluripotent or multipotent cells, respectively, are described in PCT / US2007 / 062755, filed on February 23, 2007, and entitled "COMPOSITIONS AND METHODS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELLS" and the document PCT / US2008 / 080516, filed on October 20, 2008, and entitled "METHODS AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM".

Los métodos de referencia descritos en el presente documento son útiles con todas las estirpes de células hES, y al menos las enumeradas en la Tabla 5, que están disponibles en el mercado en la compañía identificada o para adquirirse en el mercado de WiCell por Internet en wicell.org/home/stem-cell-lines/order-stem-cell-lines/obtain-stemcell-lines.cmsx. Esta información se derivó del material publicado y de las bases de datos disponibles públicamente, entre las que se incluyen, por ejemplo, el Registro de Células Madre de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), el Registro de Células Madre Embrionarias Humanas y el Registro Internacional de Células Madre ubicado en la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, Worcester, Massachusetts, EE.UU. Estas bases de datos se actualizan periódicamente a medida que las estirpes de células están disponibles y se obtiene el registro. Hay al menos 254 estirpes de iPSC disponibles en el mercado con el Registro Internacional de Células Madre y 1.211 estirpes de hESC disponibles en el mercado. La siguiente Tabla 5 no incluye todas las hESC e iPSC que se enumeran, sino que, más bien, son ejemplos de las células madre pluripotentes de las que se puede disponer.The reference methods described herein are useful with all strains of hES cells, and at least those listed in Table 5, which are commercially available from the identified company or to be purchased on the Internet WiCell market at wicell.org/home/stem-cell-lines/order-stem-cell-lines/obtain-stemcell-lines.cmsx. This information was derived from published material and publicly available databases, including, for example, the Registry of Stem Cells of the National Institutes of Health (NIH), the Registry of Human Embryonic Stem Cells and the International Registry of Stem Cells located at the University of Massachusetts School of Medicine, Worcester, Massachusetts, USA. These databases are updated periodically as cell lines are available and registration is obtained. There are at least 254 strains of iPSC available in the market with the International Registry of Stem Cells and 1,211 strains of hESC available in the market. The following Table 5 does not include all the hESC and iPSC that are listed, but, rather, are examples of the pluripotent stem cells that are available.

Tabla 5: Listado de estir es de células madre embrionarias humanas hESTable 5: List of stretches of human embryonic stem cells hES

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Métodos alternativos para la obtención e células madre pluripotentesAlternative methods for obtaining pluripotent stem cells

Existen métodos para la obtención de células madre pluripotentes, tales como las células ES de mamíferos, sin la destrucción del embrión. En resumen, Advanced Cell Technology (Worcester, Massachusetts, EE. UU.) publicó 3 artículos de revistas científicas que describían la obtención de células ES de ratón y ser humano a partir de blastómeros individuales dejando el embrión intacto y, por lo tanto, sin causar su destrucción. A finales de 2005, Chung et al. Describió por primera vez métodos para la creación de células ES de ratón a partir de un solo blastómero. Véase Chung et al. (2006) Nature 439: 216-219, publicado en línea el domingo 16 de octubre de 2005. Chung et al. (2006) describieron la toma de biopsias de un embrión usando técnicas de micromanipulación similares a las usadas para el diagnóstico genético preimplantacional (PGD); véase la página 217. En ese momento, Chung et al. (2006) cultivaron conjuntamente las estirpes de blastómeros con otras células madre embrionarias, pero posteriormente se desarrollaron métodos en los que esto no era necesario. Véase Chung et al. (2008) "Human Embryonic Stem Cell Lines Generated without Embryo Destruction", Cell Stem Cell 2: 113-117.There are methods for obtaining pluripotent stem cells, such as mammalian ES cells, without the destruction of the embryo. In summary, Advanced Cell Technology (Worcester, Massachusetts, USA) published 3 articles in scientific journals describing the obtaining of mouse and human ES cells from individual blastomeres leaving the embryo intact and, therefore, without cause their destruction At the end of 2005, Chung et al. He first described methods for creating mouse ES cells from a single blastomer. See Chung et al. (2006) Nature 439: 216-219, published online Sunday, October 16, 2005. Chung et al. (2006) described the biopsy of an embryo using micromanipulation techniques similar to those used for preimplantation genetic diagnosis (PGD); see page 217. At that time, Chung et al. (2006) co-cultured blastomere lines with other embryonic stem cells, but subsequently developed methods in which this was not necessary. See Chung et al. (2008) "Human Embryonic Stem Cell Lines Generated without Embryo Destruction", Cell Stem Cell 2: 113-117.

El diagnóstico genético previo a la implantación se usa para analizar las anomalías genéticas de los embriones antes de su implantación. El método se realiza en embriones en desarrollo normal en fase temprana (por ejemplo, la fase de las ocho células), cuando se puede estudiar el aporte genético de ambos padres, perforando la zona pelúcida y aspirando o extruyendo o diseccionando uno o dos blastómeros a través de la abertura. El análisis genético que usa la hibridación in situ fluorescente (FISH) y la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es lo que se usa comúnmente en la DGP para analizar las anomalías cromosómicas y los trastornos monogénicos, respectivamente. Posteriormente, Si no hay anomalías genéticas, se implanta el embrión intacto en la paciente para el período de gestación normal. Las técnicas de diagnóstico genético previas a la implantación se empezaron a publicar a partir de 2004 por parte de varios grupos, entre los que se incluye Staessen, C. et al. (2004), "Comparison of blastocyst transfer with or without preimplantation genetic diagnosis for aneuploidy screening in couples with advanced maternal age: un ensayo controlado aleatorio prospectivo", Hum. Reprod. 19: 2849-2858 y Monni et al. (2004) "reimplantation genetic diagnosis for beta-thalassaemia: the Sardinian experience". Prenat Diagn 24: 949-954. Por tanto, Chung et al. (2006) se limitaron a describir los métodos disponibles para extraer blastómeros de embriones en etapas iniciales sin destruir el embrión. The genetic diagnosis prior to implantation is used to analyze the genetic abnormalities of the embryos before implantation. The method is performed in normal developing embryos at an early stage (for example, the phase of the eight cells), when the genetic contribution of both parents can be studied, perforating the zona pellucida and aspirating or extruding or dissecting one or two blastomeres to Through the opening. Genetic analysis using fluorescent in situ hybridization (FISH) and polymerase chain reaction (PCR) is what is commonly used in DGP to analyze chromosomal abnormalities and monogenic disorders, respectively. Subsequently, if there are no genetic abnormalities, the intact embryo is implanted in the patient for the normal gestation period. Genetic diagnostic techniques prior to implantation began to be published as of 2004 by several groups, including Staessen, C. et al. (2004), "Comparison of blastocyst transfer with or without preimplantation genetic diagnosis for aneuploidy screening in couples with advanced maternal age: a prospective randomized controlled trial", Hum. Play 19: 2849-2858 and Monni et al. (2004) "reimplantation genetic diagnosis for beta-thalassaemia: the Sardinian experience". Prenat Diagn 24: 949-954. Therefore, Chung et al. (2006) limited themselves to describing the methods available to extract blastomeres from embryos in early stages without destroying the embryo.

Además, en agosto de 2006, Klimanskaya et al., El 2° autor de la publicación de Chung et al. (2006) y también de Advanced Cell Technology, describió un procedimiento, que aunque no fue eficaz (solo el 2% de los blastómeros aislados generó una estirpe de células hES), consiguió demostrar que técnicas de PGD similares hicieron posible la obtención de estirpes de células ES humanas a partir de un solo blastómero; no significativamente diferente del descrito por primera vez por Chung et al. (2006) supra. Véase Klimanskanya et al. (2006) "Human embryonic stem cell lines derived from single blastomeres", Nature 444, 481-485. Klimanskaya et al. "co-cultured the newly derived hES cell lines with other ES cells", que según lo afirmado por Chung et al. (2006), puede ser fundamental. Chung et al. (2006) afirmaron que "no está claro si el éxito del sistema de cultivo conjunto de ES en (su) estudio es atribuible a sustancias secretadas por las células ES o si se requiere contacto célula-célula". Véase Chung et al. (2006) supra, pág. 218, columna derecha. Pero un estudio posterior de 2008 realizado por los mismos Chung. et al., supra, demostró que las estirpes de células hES no requerían el cultivo conjunto con células ES en absoluto, porque el cultivo de blastómeros aislados en medio con laminina mejoró su capacidad para dar lugar a hESC. Véase Chung et al. (2008), "Human Embryonic Stem Cell Lines Generated without Embryo Destruction", Cell Stem Cell (2):113-117, pág.116, publicado en línea el jueves 10 de enero de 2008. Además, que las células hES obtenidas de esta manera tuvieran las mismas características que otras células madre pluripotentes humanas, incluyendo las células hES, siendo capaces incluso de mantener un estado indiferenciado durante más de seis (6) meses, y mostrando un cariotipo normal y la expresión de marcadores de pluripotencia, incluyendo Oct-4, SSEA-3, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81, Nanog y fosfatasa alcalina; y puede diferenciar y formar derivados de las tres (3) capas germinales embrionarias tanto in vitro como en teratomas in vivo. In addition, in August 2006, Klimanskaya et al., The 2nd author of the publication of Chung et al. (2006) and also from Advanced Cell Technology, described a procedure, which although it was not effective (only 2% of the isolated blastomers generated a line of hES cells), managed to demonstrate that similar PGD techniques made it possible to obtain strains of human ES cells from a single blastomer; not significantly different from the one first described by Chung et al. (2006) supra. See Klimanskanya et al. (2006) "Human embryonic stem cell lines derived from single blastomeres", Nature 444, 481-485. Klimanskaya et al. "co-cultured the newly derived hES cell lines with other ES cells", as stated by Chung et al. (2006), may be fundamental. Chung et al. (2006) stated that "it is not clear whether the success of the joint ES culture system in (his) study is attributable to substances secreted by ES cells or if cell-cell contact is required." See Chung et al. (2006) supra, p. 218, right column. But a subsequent 2008 study by Chung themselves. et al., supra, demonstrated that hES cell lines did not require joint culture with ES cells at all, because the culture of blastomeres isolated in laminin media improved their ability to give rise to hESC. See Chung et al. (2008), "Human Embryonic Stem Cell Lines Generated without Embryo Destruction", Cell Stem Cell (2): 113-117, p. 116, published online on Thursday, January 10, 2008. In addition, that hES cells obtained from this way they had the same characteristics as other human pluripotent stem cells, including hES cells, being able to even maintain an undifferentiated state for more than six (6) months, and showing a normal karyotype and expression of pluripotency markers, including Oct -4, SSEA-3, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81, Nanog and alkaline phosphatase; and can differentiate and form derivatives of the three (3) embryonic germ layers both in vitro and in vivo teratomas .

Por lo tanto, si el cultivo conjunto de blastómeros individuales con otras células ES no es fundamental como postulan por primera vez Chung et al. (2006), y que cultivarlos solo en laminen, que es un componente común de muchas matrices extracelulares (disponibles en el mercado y/o fabricadas mediante lisis de células alimentadoras, por ejemplo), y fue comúnmente usado y conocido para cultivar células de mamíferos, y tal fue conocido y disponible en el momento de la primera demostración de la obtención de estirpes de células de ratón ES de un solo blastómero según la publicación de Chung en 2006. Por lo tanto, es completamente posible que un experto en la materia sea capaz de adoptar las metodologías de Chung et al. (2006) supra y usar los conocimientos de los que disponga según lo descrito anteriormente por Straessen et al. (2004) supra para la obtención de una estirpe de células hES a partir de un solo blastómero al tiempo que conserva el embrión o evita su destrucción. Therefore, if the joint culture of individual blastomeres with other ES cells is not essential as Chung et al. (2006), and that cultivate them only in lamines, which is a common component of many extracellular matrices (commercially available and / or manufactured by lysis of feeder cells, for example), and was commonly used and known to cultivate mammalian cells , and such was known and available at the time of the first demonstration of obtaining ES mouse cell strains from a single blastomer according to Chung's publication in 2006. Therefore, it is completely possible for a person skilled in the art to be able to adopt the methodologies of Chung et al. (2006) supra and use the knowledge available to them as described above by Straessen et al. (2004) supra for obtaining a line of hES cells from a single blastomer while preserving the embryo or preventing its destruction.

Suspensión de agregados de células madre pluripotentes y células derivadas de células madre pluripotentes Suspension of aggregates of pluripotent stem cells and cells derived from pluripotent stem cells

A diferencia de los métodos de ingeniería de tejidos conocidos anteriormente, que se basan en sembrar células individuales en armazones poliméricos, matrices y/o geles, las realizaciones descritas en el presente documento pueden usar suspensiones de agregados celulares formadas a partir de células madre pluripotentes, suspensiones de células individuales o suspensiones de células individuales diferenciadas derivadas de las mismas. Los métodos de procesamiento y/o fabricación de la suspensión de agregados de células madre y la diferenciación de las células de los mismos se describen en el documento PCT/US2007/062755, presentado el 23 de abril de 2007, y titulado "COMPOSITIONS AND METHODS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELLS", y, ahora, las patentes de EE.UU. n.° 8.211.699 y 8.415.158; y el documento PCT/US2008/080516, presentado el 2o de octubre de 2008, y titulado "METHODS AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM", y ahora la patente de EE.UU. n.° 8.334.138, y Schulz T. et al. (2012) supra. Unlike the previously known tissue engineering methods, which are based on seeding individual cells in polymeric frameworks, matrices and / or gels, the embodiments described herein may use suspensions of cell aggregates formed from pluripotent stem cells, individual cell suspensions or differentiated individual cell suspensions derived therefrom. The methods of processing and / or manufacturing the suspension of stem cell aggregates and the differentiation of the cells thereof are described in document PCT / US2007 / 062755, filed on April 23, 2007, and entitled "COMPOSITIONS AND METHODS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELLS ", and, now, US Pat. 8,211,699 and 8,415,158; and document PCT / US2008 / 080516, filed on October 2, 2008, and entitled "METHODS AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM", and now US Pat. No. 8,334,138, and Schulz T. et al. (2012) supra.

Las realizaciones descritas en el presente documento se refieren a métodos para generar un agregado de células pluripotentes en suspensión a partir de un cultivo adherente pluripotente, cultivando una célula pluripotente en una condición de cultivo de crecimiento adherente que permita la expansión en un estado indiferenciado; Disociando el cultivo de células pluripotentes adherentes en un cultivo de suspensión de células individuales; poniendo en contacto el cultivo de suspensión de células individuales con una primera condición de cultivo de diferenciación que permita la formación de agregados de células derivadas de hES en suspensión agitando el cultivo de suspensión de células individuales hasta un período de tiempo tal que el cultivo de suspensión de células individuales forme un agregado de células derivadas de pluripotentes en suspensión, y generando así un agregado de células derivadas de pluripotentes en suspensión. En realizaciones preferidas, la agitación del cultivo en suspensión de células individuales se realiza mediante rotación a de aproximadamente 80 rpm a 160 rpm. En otras ciertas realizaciones descritas en el presente documento, se usa un inhibidor de la rho-quinasa para facilitar la agregación, el crecimiento, la proliferación, la expansión y/o la masa celular de células madre pluripotentes.The embodiments described herein refer to methods for generating an aggregate of pluripotent cells in suspension from a pluripotent adherent culture, culturing a pluripotent cell in a condition of adherent growth culture that allows expansion in an undifferentiated state; Dissociating the culture of adherent pluripotent cells in a suspension culture of individual cells; contacting the suspension culture of individual cells with a first differentiation culture condition that allows the formation of aggregates of cells derived from hES in suspension by stirring the suspension culture of individual cells for a period of time such that the suspension culture of individual cells form an aggregate of cells derived from pluripotent in suspension, and thus generating an aggregate of cells derived from pluripotent in suspension. In preferred embodiments, agitation of the suspension culture of individual cells is performed by rotation at about 80 rpm at 160 rpm. In certain other embodiments described herein, a rho-kinase inhibitor is used to facilitate aggregation, growth, proliferation, expansion and / or cell mass of pluripotent stem cells.

La expresión "sustancialmente uniforme" o "sustancialmente uniforme en tamaño y forma" o sus equivalentes, se refiere a la propagación en uniformidad de los agregados y no es superior al aproximadamente 20 %. En otra realización, la propagación en uniformidad de los agregados no es superior al aproximadamente 15 %, 10 % o 5 %.The term "substantially uniform" or "substantially uniform in size and shape" or its equivalents, refers to the spread in uniformity of the aggregates and is not greater than about 20%. In another embodiment, the uniformity propagation of the aggregates is not greater than about 15%, 10% or 5%.

En otra realización más, las suspensiones de agregados de células hES se cultivaron en un medio sustancialmente exento de suero y, además, en ausencia de factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) añadido exógenamente. Esto se distingue de la patente de EE. UU. n.° 7.005.252 de Thomson, J., que requiere cultivar células hES en un medio sin suero pero que contenga factores de crecimiento añadidos exógenamente, incluyendo FGF. En algunas realizaciones, las suspensiones de agregados de células iPS se cultivan en un medio sustancialmente exento de suero y/o, además, en ausencia de factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) añadido exógenamente.In yet another embodiment, suspensions of hES cell aggregates were grown in a serum-free medium and, in addition, in the absence of exogenously added fibroblast growth factor (FGF). This is distinguished from the US patent. UU. No. 7,005,252 to Thomson, J., which requires culturing hES cells in a serum-free medium but containing exogenously added growth factors, including FGF. In some embodiments, suspensions of aggregates of iPS cells are cultured in a medium substantially free of serum and / or, in addition, in the absence of exogenously added fibroblast growth factor (FGF).

Aunque el número exacto de células por agregado es irrelevante, los expertos en la materia reconocerán que el tamaño de cada agregado (y, por lo tanto, el número de células por agregado) está limitado por la capacidad del oxígeno y los nutrientes para difundirse en las células centrales, y que este número también puede variar dependiendo del tipo de célula y de las necesidades nutricionales de ese tipo de célula. Los agregados celulares pueden comprender un número mínimo de células (por ejemplo, dos o tres células) por agregado, o pueden comprender muchos cientos o miles de células por agregado. Por lo general, los agregados de células comprenden de cientos a miles de células por agregado. Para los fines de la presente invención, los agregados celulares normalmente son de aproximadamente 50 micrómetros a aproximadamente 600 micrómetros de tamaño, aunque, dependiendo del tipo de célula, el tamaño puede ser inferior o superior a este intervalo. En una realización, los agregados celulares son de aproximadamente 50 micrómetros a aproximadamente 250 micrómetros de tamaño, o de aproximadamente 75 a 200 micrómetros de tamaño, y preferentemente tienen un tamaño de aproximadamente 100 a 150 micrómetros.Although the exact number of cells per aggregate is irrelevant, those skilled in the art will recognize that the size of each aggregate (and, therefore, the number of cells per aggregate) is limited by the ability of oxygen and nutrients to diffuse into the central cells, and that this number can also vary depending on the type of cell and the nutritional needs of that type of cell. Cellular aggregates may comprise a minimum number of cells (for example, two or three cells) per aggregate, or they may comprise many hundreds or thousands of cells per aggregate. Typically, cell aggregates comprise hundreds to thousands of cells per aggregate. For the purposes of the present invention, cell aggregates are usually about 50 micrometers to about 600 micrometers in size, although, depending on the type of cell, the size may be less than or greater than this range. In one embodiment, the cell aggregates are about 50 micrometers to about 250 micrometers in size, or about 75 to 200 micrometers in size, and preferably have a size of about 100 to 150 micrometers.

Otros métodos describen la creación de cuerpos embrioides (EB). Como se usa en el presente documento, la expresión "cuerpos embrioides", "cuerpos agregados" o sus equivalentes, se refieren a agregados de células diferenciadas e indiferenciadas que aparecen cuando las células ES crecen en exceso en cultivos de monocapa, o se mantienen en cultivos en suspensión en medios indefinidos o se diferencian a través de protocolos no dirigidos hacia tejidos de múltiples capas germinales. Es decir, Los EB no se forman a partir de una suspensión de células individuales de células madre pluripotentes como se desvela en el presente documento; tampoco se forman EB a partir de cultivos adherentes de células multipotentes derivadas de pluripotentes. Solo estas características hacen que la presente invención se distinga claramente de un cuerpo embrioide.Other methods describe the creation of embryoid bodies (EB). As used herein, the term "embryoid bodies", "aggregate bodies" or their equivalents, refers to aggregates of differentiated and undifferentiated cells that appear when ES cells grow excessively in monolayer cultures, or are maintained in cultures in suspension in indefinite media or are differentiated through protocols not directed towards tissues of multiple germ layers. That is, EBs are not formed from a suspension of individual pluripotent stem cell cells as disclosed herein; EB is also not formed from adherent cultures of multipotent cells derived from pluripotents. Only these characteristics make the present invention clearly distinguishable from an embryoid body.

En contraste con los cuerpos embrioides, que son una mezcla de células diferenciadas e indiferenciadas y que normalmente consisten en células de varias capas germinales y pasan por una diferenciación aleatoria, los agregados celulares descritos en el presente documento son esencialmente o sustancialmente homocelulares, existiendo como agregados de células pluripotentes, multipotentes, bipotentes o unipotentes, por ejemplo, células embrionarias, endodermo definitivo, endodermo del tracto digestivo superior, endodermo pancreático positivo en PDX1, células endocrinas pancreáticas y similares.In contrast to embryoid bodies, which are a mixture of differentiated and undifferentiated cells and that normally consist of cells of several germ layers and undergo random differentiation, the cellular aggregates described herein are essentially or substantially homocellular, existing as aggregates. of pluripotent, multipotent, bipotent or unipotent cells, for example, embryonic cells, definitive endoderm, upper digestive tract endoderm, PDX1 positive pancreatic endoderm, pancreatic endocrine cells and the like.

Los métodos descritos en el presente documento de ninguna manera requieren primero recubrir los vasos de cultivo con una matriz extracelular, por ejemplo, como se describe en la patente de EE.UU. n.° 6.800.480 de Bodnar et al. y asignada a Geron Corporation. En algunas realizaciones descritas en el presente documento, las células iPS se pueden cultivar de la misma manera que otras células madre pluripotentes, por ejemplo, las células hES e iPS se cultivan usando suero humano soluble como se describe esencialmente en la patente de EE.UU. n.° 8.334.138 del solicitante; y Schulz T. et al. (2012) supra. The methods described herein in no way require first coating the culture vessels. with an extracellular matrix, for example, as described in US Pat. No. 6,800,480 to Bodnar et al. and assigned to Geron Corporation. In some embodiments described herein, iPS cells can be cultured in the same manner as other pluripotent stem cells, for example, hES and iPS cells are cultured using soluble human serum as essentially described in US Pat. . No. 8,334,138 of the applicant; and Schulz T. et al. (2012) supra.

Los métodos descritos en el presente documento de ninguna manera requieren que se añada de manera exógena el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) suministrado desde una fuente que no sea solo una capa alimentadora de fibroblastos como se describe en la patente de EE.UU. 7.005.252 de Thomson, J. y asignada a Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF).The methods described herein do not in any way require that fibroblast growth factor (FGF) supplied from a source other than just a fibroblast feeder layer as described in US Pat. 7,005,252 to Thomson, J. and assigned to the Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF).

Composiciones celulares multipotentes y diferenciadasMultipotent and differentiated cell compositions

Las composiciones celulares producidas mediante los métodos descritos en el presente documento incluyen cultivos celulares que comprenden células madre pluripotentes, en estrías preprimitivas, mesendodérmicas, endodérmicas definitivas, endodérmicas del tracto digestivo superior, endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1, endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o endodérmicas pancreáticas positivas tanto en PDX1 como en NKX6.1, progenitoras/precursoras endocrinas o progenitoras/precursoras endocrinas positivas tanto en NGN3 como en NKX2.2 y células endocrinas secretoras de hormonas o INS, GCG, GHRL, SST, células endocrinas positivas únicamente en PP, en las que al menos aproximadamente 5-90 % de las células en cultivo son células en estrías preprimitivas, mesendodérmicas, endodérmicas definitivas, endodérmicas del tracto digestivo superior, endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1, endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o endodérmicas pancreáticas positivas tanto en PDX1 como en NKX6.1, progenitoras/precursoras endocrinas o progenitoras/precursoras endocrinas positivas tanto en NGN3 como en NKX2.2 y células endocrinas secretoras de hormonas o células endocrinas positivas únicamente en INS, GCG, GHRL, SST, Pp producidas.The cellular compositions produced by the methods described herein include cell cultures comprising pluripotent stem cells, in preprimitive, mesenddermic, definitive endodermal, upper digestive tract, upper digestive tract endodermal positive PDX1, pancreatic endodermal PDX1 positive or positive pancreatic endodermics in both PDX1 and NKX6.1, endocrine progenitors / precursors / endocrine progenitors / precursors positive in both NGN3 and NKX2.2 and hormone secreting endocrine cells or INS, GCG, GHRL, SST, positive endocrine cells only in PP, in which at least about 5-90% of the cells in culture are cells in preprimitive, mesedermal, definitive endodermal, upper digestive tract, upper digestive tract endodermal positive PDX1, P-positive pancreatic endodermal DX1 or positive pancreatic endodermics in both PDX1 and NKX6.1, endocrine progenitors / precursors or endocrine progenitors / precursors positive in both NGN3 and NKX2.2 and hormone secreting endocrine cells or positive endocrine cells only in INS, GCG, GHRL, SST, Pp produced.

Algunas realizaciones descritas en el presente documento se refieren a composiciones, tales como poblaciones celulares y cultivos celulares que comprenden tanto células pluripotentes, tales como células madre y células iPS, como células multipotentes, tales como células en estrías preprimitivas, mesendodérmicas o endodérmicas definitivas, así como células más diferenciadas, pero todavía potencialmente multipotentes, tales como células endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1, endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o endodérmicas pancreáticas positivas tanto en PDX1 como en NKX6.1, progenitoras/precursoras endocrinas o progenitoras/precursoras endocrinas positivas tanto en NGN3 como en NKX2.2 y células endocrinas secretoras de hormonas o células endocrinas positivas solo en INS, GCG, GHRL, SST, PP. Por ejemplo, usando los métodos descritos en el presente documento, se pueden producir composiciones que comprendan mezclas de células madre pluripotentes y otras células multipotentes o diferenciadas. En algunas realizaciones, se producen composiciones que comprenden al menos aproximadamente 5 células multipotentes o diferenciadas por aproximadamente cada 95 células pluripotentes. En otras realizaciones, se producen composiciones que comprenden al menos aproximadamente 95 células multipotentes o diferenciadas por aproximadamente cada 5 células pluripotentes.Some embodiments described herein relate to compositions, such as cell populations and cell cultures comprising both pluripotent cells, such as stem cells and iPS cells, as multipotent cells, such as cells in preprimitive, mesedermal or enddermal striae, as well. as more differentiated cells, but still potentially multipotent, such as PDX1 positive upper endodermic cells, PDX1 positive pancreatic endodermal or PDX1 or NKX6.1 positive pancreatic endodermal cells, endocrine progenitors / precursors or endocrine progenitors / precursors in both NGN3 and NKX2.2 and endocrine hormone secreting cells or positive endocrine cells only in INS, GCG, GHRL, SST, PP. For example, using the methods described herein, compositions comprising mixtures of pluripotent stem cells and other multipotent or differentiated cells can be produced. In some embodiments, compositions are produced comprising at least about 5 multipotent or differentiated cells for about every 95 pluripotent cells. In other embodiments, compositions are produced comprising at least about 95 multipotent or differentiated cells by about every 5 pluripotent cells.

Además, se contemplan composiciones que comprenden otras proporciones de las células multipotentes o diferenciadas con respecto a las células pluripotentes. Por ejemplo, se contemplan composiciones que comprenden al menos aproximadamente 1 célula multipotente o diferenciada por aproximadamente cada 1.000.000 de células pluripotentes, al menos aproximadamente 1 célula multipotente o diferenciada por cada 100.000 células pluripotentes, al menos aproximadamente 1 célula multipotente o diferenciada por cada 10.000 células pluripotentes, al menos aproximadamente 1 célula multipotente o diferenciada por cada 1000 células pluripotentes, al menos aproximadamente 1 célula multipotente o diferenciada por cada 500 células pluripotentes, al menos aproximadamenteIn addition, compositions comprising other proportions of multipotent or differentiated cells with respect to pluripotent cells are contemplated. For example, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for approximately every 1,000,000 pluripotent cells, at least about 1 multipotent or differentiated cell per 100,000 pluripotent cells, at least about 1 multipotent or differentiated cell for each 10,000 pluripotent cells, at least approximately 1 multipotent or differentiated cell per 1000 pluripotent cells, at least approximately 1 multipotent or differentiated cell per 500 pluripotent cells, at least approximately

1 célula multipotente o diferenciada por cada 100 células pluripotentes, al menos aproximadamente 1 célula multipotente o diferenciada por cada 10 células pluripotentes, al menos aproximadamente 1 célula multipotente o diferenciada por aproximadamente cada 5 células pluripotentes, y hasta aproximadamente 1 célula pluripotente y al menos aproximadamente 1.000.000 de células multipotentes o diferenciadas por aproximadamente 1 célula pluripotente.1 multipotent or differentiated cell for every 100 pluripotent cells, at least about 1 multipotent or differentiated cell for every 10 pluripotent cells, at least about 1 multipotent or differentiated cell by about every 5 pluripotent cells, and up to about 1 pluripotent cell and at least about 1,000,000 multipotent or differentiated cells by approximately 1 pluripotent cell.

Algunas realizaciones descritas en el presente documento se refieren a cultivos celulares o poblaciones celulares que comprenden de al menos aproximadamente el 5 % de células multipotentes o diferenciadas hasta al menos aproximadamente el 99 % de células multipotentes o diferenciadas. En algunas realizaciones, los cultivos celulares o las poblaciones celulares comprenden células de mamífero. En realizaciones preferidas, los cultivos celulares o poblaciones celulares comprenden células humanas. Por ejemplo, ciertas realizaciones específicas se refieren a cultivos celulares que comprenden células humanas, en las que desde al menos aproximadamente el 5 % hasta al menos aproximadamente el 99 % de las células humanas son células multipotentes o diferenciadas. Otras realizaciones se refieren a cultivos celulares que comprenden células humanas, en los que al menos aproximadamente el 5 %, al menos aproximadamente el 10 %, al menos aproximadamente el 15 %, al menos aproximadamente el 20 %, al menos aproximadamente el 25 %, al menos aproximadamente el 30 %, al menos aproximadamente el 35 %, al menos aproximadamente el 40 %, al menos aproximadamente el 45 %, al menos aproximadamente el 50 %, al menos aproximadamente el 55 %, al menos aproximadamente el 60 %, al menos aproximadamente el 65 aproximadamente el 70 %, al menos aproximadamente el 75 %, al menos aproximadamente el 80 % aproximadamente el 85 %, al menos aproximadamente el 90 %, al menos aproximadamente el 95 % aproximadamente el 98 %, al menos aproximadamente el 99 % o más del 99 % de las células humanas son células multipotentes o diferenciadas. En realizaciones en las que los cultivos celulares o las poblaciones celulares comprenden células alimentadoras humanas, los porcentajes anteriores se calculan con respecto a las células alimentadoras humanas en los cultivos celulares.Some embodiments described herein refer to cell cultures or cell populations comprising at least about 5% multipotent or differentiated cells to at least about 99% multipotent or differentiated cells. In some embodiments, cell cultures or cell populations comprise mammalian cells. In preferred embodiments, cell cultures or cell populations comprise human cells. For example, certain specific embodiments relate to cell cultures comprising human cells, in which from at least about 5% to at least about 99% of human cells are multipotent or differentiated cells. Other embodiments relate to cell cultures comprising human cells, in which at least about 5%, at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, at least about 25%, at least about 30%, at least about 35%, at least about 40%, at least about 45%, at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at minus about 65 about 70%, at least about 75%, at least about 80% about 85%, at least about 90%, at least about 95% approximately 98%, at least approximately 99 % or more than 99 % of human cells are multipotent or differentiated cells. In embodiments in which cell cultures or cell populations comprise human feeder cells, the above percentages are calculated with respect to human feeder cells in cell cultures.

Las composiciones y los métodos descritos en el presente documento tienen varias características útiles. Por ejemplo, los cultivos celulares y las poblaciones celulares que comprenden células multipotentes, por ejemplo, células en estrías preprimitivas y/o células mesendodérmicas, así como los métodos para producir dichos cultivos celulares y poblaciones celulares, son útiles para modelar las primeras fases del desarrollo humano. Asimismo, las composiciones y los métodos descritos en el presente documento también pueden servir para la intervención terapéutica en estados patológicos, tales como la diabetes mellitus. Por ejemplo, ya que las células en estrías preprimitivas y/o las células mesendodérmicas sirven como fuente para solo un número limitado de tejidos, se pueden usar en el desarrollo de tejidos o tipos de células puros. En algunos procesos de producción de células de estrías preprimitivas, las células pluripotentes usadas como material de partida son células madre pluripotentes, por ejemplo, células hES, hEG o iPS.The compositions and methods described herein have several useful features. For example, cell cultures and cell populations comprising multipotent cells, for example, cells in preprimitive striae and / or mesendodermal cells, as well as the methods for producing such cell cultures and cell populations, are useful for modeling the early stages of development. human. Likewise, the compositions and methods described herein can also be used for therapeutic intervention in pathological conditions, such as diabetes mellitus. For example, since cells in preprimitive stretch marks and / or mesendodermal cells serve as a source for only a limited number of tissues, they can be used in the development of tissues or pure cell types. In some production processes of preprimitic stria cells, the pluripotent cells used as starting material are pluripotent stem cells, for example, hES, hEG or iPS cells.

Células trofectodérmicasTroofectodermal cells

Usando los métodos descritos en el presente documento, se pueden producir composiciones que comprenden células trofectodérmicas esencialmente libres de otros tipos de células. En algunas realizaciones descritas en el presente documento, las poblaciones de células trofectodérmicas o los cultivos celulares producidos mediante los métodos descritos en el presente documento tienen una alta expresión de marcadores seleccionados del grupo que comprende HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 y ERBB en comparación con los niveles de expresión de HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 y ERBB en células o poblaciones de células no trofectodérmicas.Using the methods described herein, compositions comprising trofectodermal cells essentially free of other cell types can be produced. In some embodiments described herein, the troofectodermal cell populations or cell cultures produced by the methods described herein have a high expression of markers selected from the group comprising HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 and ERBB compared to the expression levels of HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2 and ERBB in non-trophorethermal cells or populations of cells .

Células en estrías preprimitivasCells in preprimitive stretch marks

Usando los métodos descritos en el presente documento, se pueden producir composiciones que comprendan células en estrías preprimitivas sustancialmente exentas de otros tipos de células. En algunas realizaciones descritas en el presente documento, las poblaciones de células en estrías preprimitivas o los cultivos celulares producidos mediante los métodos descritos en el presente documento expresan esencialmente genes marcadores FGF8 y/o NODAL en comparación con un bajo nivel de BRAQUIURIA, bajo nivel de FGF4, bajo nivel de SNAI1, bajo nivel de SOX17, bajo nivel de FOXA2, bajo nivel de SOX7 y bajo nivel de SOX1. Las células en estrías preprimitivas y los métodos para producir células en estrías preprimitivas se describen en detalle en la patente de EE. UU. del solicitante n.° 7.958.585, "PREPRIMITIVE STREAK AND MESENDODERM CELLS", concedida el martes 26 de julio de 2011.Using the methods described herein, compositions comprising cells in preprimitive stretch marks substantially free of other cell types can be produced. In some embodiments described herein, cell populations in preprimitive stretch marks or cell cultures produced by the methods described herein essentially express FGF8 and / or NODAL marker genes compared to a low level of BRAQUIURIA, low level of FGF4, low level of SNAI1, low level of SOX17, low level of FOXA2, low level of SOX7 and low level of SOX1. Cells in preprimitive stretch marks and methods for producing cells in preprimitive stretch marks are described in detail in US Pat. UU. of applicant No. 7,958,585, "PREPRIMITIVE STREAK AND MESENDODERM CELLS", granted on Tuesday, July 26, 2011.

Células extraembrionariasExtraembryonic cells

Usando los métodos descritos en el presente documento, se pueden producir composiciones que comprendan células extraembrionarias sustancialmente libres de otros tipos de células. las células del endodermo primitivo, visceral y parietal son células extraembrionarias. Las células del endodermo primitivo dan lugar a células del endodermo visceral y parietal. Las células del endodermo visceral son células endodérmicas que forman parte del saco vitelino. Las células del endodermo visceral funcionan tanto en la absorción como en el transporte de nutrientes. Las células del endodermo parietal son contiguas a un tejido extraembrionario conocido como membrana de Reichert. Una de las funciones de las células del endodermo parietal es producir componentes de la membrana basal. Conjuntamente, las células del endodermo visceral y las células del endodermo parietal forman lo que a menudo se denomina endodermo extraembrionario. Como su nombre lo sugiere, las células endodérmicas extraembrionarias no dan lugar a estructuras embrionarias formadas durante el desarrollo. Por el contrario, las células endodérmicas definitivas y otras células de linaje endodérmico o pancreático descritas en el presente documento son embrionarias o derivadas de células embrionarias y dan lugar a tejidos que derivan del tubo digestivo que se forma durante el desarrollo embrionario. En algunas realizaciones descritas en el presente documento, las poblaciones de células extraembrionarias o los cultivos celulares producidos mediante los métodos descritos en el presente documento tienen una alta expresión de marcadores seleccionados del grupo que comprende los genes SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1, HNF4alfa o AFP en comparación con los niveles de expresión de al menos SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1 o AFP, que no se expresa en otros tipos de células o poblaciones celulares, por ejemplo, endodermo definitivo.Using the methods described herein, compositions comprising extraembryonic cells substantially free of other cell types can be produced. Primitive, visceral and parietal endoderm cells are extraembryonic cells. Primitive endoderm cells give rise to visceral and parietal endoderm cells. Visceral endoderm cells are endodermal cells that are part of the yolk sac. Visceral endoderm cells function in both absorption and nutrient transport. The cells of the parietal endoderm are contiguous to an extraembryonic tissue known as the Reichert membrane. One of the functions of parietal endoderm cells is to produce components of the basement membrane. Together, visceral endoderm cells and parietal endoderm cells form what is often called extraembryonic endoderm. As the name suggests, extra-embryonic endodermal cells do not give rise to embryonic structures formed during development. On the contrary, the definitive endodermal cells and other endodermal or pancreatic lineage cells described herein are embryonic or derived from embryonic cells and give rise to tissues that derive from the digestive tract that is formed during embryonic development. In some embodiments described herein, extraembryonic cell populations or cell cultures produced by the methods described herein have a high expression of markers selected from the group comprising the SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1 genes, HNF4alpha or AFP compared to the expression levels of at least SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1 or AFP, which is not expressed in other cell types or cell populations, for example, definitive endoderm.

Células mesendodérmicasMesedermal cells

Usando los métodos descritos en el presente documento, se pueden producir composiciones que comprenden células mesendodérmicas sustancialmente libres de otros tipos de células. En algunas realizaciones descritas en el presente documento, las poblaciones de células mesendodérmicas o los cultivos celulares producidos mediante los métodos descritos en el presente documento tienen una alta expresión de marcadores seleccionados del grupo que comprende los genes FGF4, SNAI1 MIXL1 y/o WNT3, en comparación con bajo nivel de SOX17, bajo nivel de CXCR4, bajo nivel de FOXA2, bajo nivel de SOX7 y bajo nivel de SOX1. Las células mesendodérmicas y los métodos para producir células mesendodérmicas se describen en detalle en la patente de EE. UU. del solicitante n.° 7.958.585, "PREPRIMITIVE STREAK AND MESENDODERM CELLS", concedida el martes 26 de julio de 2011. Using the methods described herein, compositions comprising mesedermal cells substantially free of other cell types can be produced. In some embodiments described herein, populations of mesedermal cells or cell cultures produced by the methods described herein have a high expression of markers selected from the group comprising the FGF4, SNAI1 MIXL1 and / or WNT3 genes, in comparison with low level of SOX17, low level of CXCR4, low level of FOXA2, low level of SOX7 and low level of SOX1. The mesenddermal cells and the methods to produce mesenddermal cells are described in detail in US Pat. UU. of applicant No. 7,958,585, "PREPRIMITIVE STREAK AND MESENDODERM CELLS", granted on Tuesday, July 26, 2011.

Método de cribado sistemáticoSystematic Screening Method

En algunas realizaciones, se emplean métodos de cribado sistemático para obtener ciertas poblaciones celulares que comprenden células multipotentes y/o diferenciadas, pluripotentes, tales como células madre pluripotentes humanas, células madre pluripotentes inducidas, células sembradas en estrías preprimitivas, células mesendodérmicas, células endodérmicas definitivas, células endodérmicas del tracto digestivo superior o células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX1, células endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1 o células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o células progenitoras pancreáticas, células progenitoras/precursoras endocrinas y/o células endocrinas. A la población celular se le proporciona luego un factor de diferenciación candidato. En un primer punto de tiempo, que es anterior o aproximadamente igual al tiempo en el que se proporciona el factor de diferenciación candidato, se determina la expresión de un marcador. Como alternativa, La expresión del marcador se puede determinar después de proporcionar el factor de diferenciación candidato. En un segundo punto de tiempo, que es posterior al primer punto de tiempo y posterior a la etapa de proporcionar el factor de diferenciación candidato a la población celular, se determina nuevamente la expresión del mismo marcador. Se determina si el factor de diferenciación candidato es capaz de potenciar la diferenciación de las células precursoras pancreáticas comparando la expresión del marcador en el primer punto de tiempo con la expresión del marcador en el segundo punto de tiempo. Si la expresión del marcador en el segundo punto de tiempo aumenta o disminuye en comparación con la expresión del marcador en el primer punto de tiempo, entonces, el factor de diferenciación candidato es capaz de potenciar la diferenciación de las células progenitoras pancreáticas.In some embodiments, systematic screening methods are employed to obtain certain cell populations comprising multipotent and / or differentiated, pluripotent cells, such as human pluripotent stem cells, induced pluripotent stem cells, cells sown in preprimitive striae, mesedermal cells, definitive endodermal cells , endodermal cells of the upper digestive tract or endodermal cells of the upper digestive tract negative in PDX1, endodermal cells of the upper digestive tract positive in PDX1 or pancreatic positive endodermal cells in PDX1 or pancreatic progenitor cells, endocrine progenitor / precursor cells and / or endocrine cells. The cell population is then given a candidate differentiation factor. At a first time point, which is earlier or approximately equal to the time at which the candidate differentiation factor is provided, the expression of a marker is determined. Alternatively, the expression of the marker can be determined after providing the candidate differentiation factor. At a second time point, which is after the first time point and after the stage of providing the candidate differentiation factor to the cell population, the expression of the same marker is determined again. It is determined whether the candidate differentiation factor is capable of enhancing the differentiation of pancreatic precursor cells by comparing the expression of the marker at the first time point with the expression of the marker at the second time point. If the expression of the marker at the second time point increases or decreases compared to the expression of the marker at the first time point, then, the candidate differentiation factor is able to enhance the differentiation of pancreatic progenitor cells.

Algunas realizaciones de los métodos de cribado sistemático descritos en el presente documento utilizan poblaciones celulares o cultivos celulares que comprenden células endodérmicas definitivas humanas, células endodérmicas del tracto digestivo superior negativas en PDX-1, células endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX-1, células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX-1 o células progenitoras pancreáticas o progenitoras/precursoras endocrinas. Por ejemplo, la población celular puede ser una población esencialmente purificada de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX-1-o células progenitoras pancreáticas. Por ejemplo, la población celular puede ser una población enriquecida de células progenitoras pancreáticas humanas, en la que al menos aproximadamente del 50 % a 97 % de las células humanas de la población celular son células progenitoras pancreáticas humanas, comprendiendo el resto células progenitoras/precursoras endocrinas o células endocrinas y otros tipos de células. El enriquecimiento de las poblaciones progenitoras pancreáticas se describe en detalle en la solicitud de patente de EE. UU. n.° 12/107.020 del solicitante, Titulada "METHOD FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FROM HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS", presentada el 21 de abril de 2008, ahora la patente de EE.UU. de 8.338.170 y la publicación correspondiente de Kelly et al. (2011) supra. Some embodiments of the systematic screening methods described herein utilize cell populations or cell cultures that comprise human definitive endodermal cells, negative upper endodermal cells in PDX-1, upper digestive cells of the upper digestive tract in PDX-1, PDX-1 pancreatic endodermal cells or pancreatic progenitor or endocrine progenitor / precursor cells. For example, the cell population may be an essentially purified population of pancreatic endodermal cells positive in PDX-1-or pancreatic progenitor cells. For example, the cell population may be an enriched population of human pancreatic progenitor cells, in which at least about 50% to 97% of the human cells of the cell population are human pancreatic progenitor cells, the rest comprising progenitor / precursor cells. endocrine or endocrine cells and other cell types. The enrichment of pancreatic progenitor populations is described in detail in the US patent application. UU. No. 12 / 107,020 of the applicant, entitled "METHOD FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FROM HUMAN EMBRYONIC STEM CELLS", filed on April 21, 2008, now US Pat. of 8,338,170 and the corresponding publication of Kelly et al. (2011) supra.

En realizaciones de los métodos de cribado sistemático descritos en el presente documento, la población celular se pone en contacto o recibe de otro modo un factor de diferenciación candidato (prueba). El factor de diferenciación candidato puede comprender cualquier molécula que pueda tener el potencial de promover la diferenciación de cualquiera de las células mencionadas anteriormente, por ejemplo, células progenitoras pancreáticas humanas. En algunas realizaciones descritas en el presente documento, el factor de diferenciación candidato comprende una molécula que se sabe que es un factor de diferenciación para uno o más tipos de células. En realizaciones alternativas, el factor de diferenciación candidato comprende una molécula que no se conoce por potenciar la diferenciación celular. En realizaciones preferidas, el factor de diferenciación candidato comprende una molécula que no se conoce por potenciar la diferenciación de las células progenitoras pancreáticas humanas. La cribado sistemático de factores que diferencian el endodermo definitivo, por ejemplo, se describe en detalle en la solicitud de patente de EE.UU. N.° 12/093.590, Titulada "MARKERS OF DEFINITIVE ENDODERM", presentada el 21 de julio de 2008.In embodiments of the systematic screening methods described herein, the cell population is contacted or otherwise receives a candidate differentiation factor (test). The candidate differentiation factor may comprise any molecule that may have the potential to promote the differentiation of any of the aforementioned cells, for example, human pancreatic progenitor cells. In some embodiments described herein, the candidate differentiation factor comprises a molecule that is known to be a differentiation factor for one or more cell types. In alternative embodiments, the candidate differentiation factor comprises a molecule that is not known to enhance cell differentiation. In preferred embodiments, the candidate differentiation factor comprises a molecule that is not known to enhance the differentiation of human pancreatic progenitor cells. Systematic screening of factors that differentiate the final endoderm, for example, is described in detail in the US patent application. No. 12 / 093,590, entitled "MARKERS OF DEFINITIVE ENDODERM", filed on July 21, 2008.

Además de determinar la expresión de al menos un marcador en un primer punto de tiempo, algunas realizaciones de los métodos de cribado sistemático descritos en el presente documento contemplan determinar la expresión de al menos un marcador en un segundo punto de tiempo que sea posterior al primer punto de tiempo y que sea posterior a proporcionar a la población celular el factor de diferenciación candidato. En dichas realizaciones, se determina la expresión del mismo marcador en el primer y el segundo punto de tiempo. En algunas realizaciones, se determina la expresión de una pluralidad de marcadores en el primer y el segundo punto de tiempo. En dichas realizaciones, se determina la expresión de la misma pluralidad de marcadores en el primer y el segundo punto de tiempo. En algunas realizaciones, la expresión del marcador se determina en una pluralidad de puntos de tiempo, cada uno de los cuales es posterior al primer punto de tiempo, y cada uno de los cuales es posterior a proporcionar a la población celular el factor de diferenciación candidato. En determinadas realizaciones, La expresión del marcador se determina mediante Q-PCR. En otras realizaciones, La expresión del marcador se determina por inmunocitoquímica.In addition to determining the expression of at least one marker at a first time point, some embodiments of the systematic screening methods described herein contemplate determining the expression of at least one marker at a second time point that is subsequent to the first point of time and that is later to provide the cell population with the candidate differentiation factor. In said embodiments, the expression of the same marker in the first and second time points is determined. In some embodiments, the expression of a plurality of markers in the first and second time points is determined. In said embodiments, the expression of the same plurality of markers in the first and second time points is determined. In some embodiments, marker expression is determined at a plurality of time points, each of which is subsequent to the first time point, and each of which is subsequent to providing the cell population with the candidate differentiation factor. . In certain embodiments, Marker expression is determined by Q-PCR. In other embodiments, marker expression is determined by immunocytochemistry.

En determinadas realizaciones de los métodos de cribado sistemático descritos en el presente documento, el marcador que tiene su expresión determinada en el primer y segundo punto de tiempo es un marcador que está asociado a la diferenciación de células progenitoras pancreáticas a células que son las precursoras de células diferenciadas terminalmente que forman los tejidos de los islotes pancreáticos. Dichas células pueden incluir células inmaduras que expresan la hormona del islote pancreático.In certain embodiments of the systematic screening methods described herein, the marker having its expression determined in the first and second time points is a marker that is associated with the differentiation of pancreatic progenitor cells to cells that are the precursors of terminal differentiated cells that form the tissues of the pancreatic islets. Such cells may include immature cells that express the hormone of the pancreatic islet.

En algunas realizaciones de los métodos de cribado sistemático descritos en el presente documento, se deja pasar suficiente tiempo entre el suministro a la población celular del factor de diferenciación candidato y la determinación de la expresión del marcador en el segundo punto de tiempo. El tiempo suficiente entre el suministro a la población celular del factor de diferenciación candidato y la determinación de la expresión del marcador en el segundo punto de tiempo puede ser tan corto como de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 10 días. En algunas realizaciones, la expresión de al menos un marcador se determina varias veces después de proporcionar a la población celular el factor de diferenciación candidato. En algunas realizaciones, el tiempo suficiente es de al menos aproximadamente 1 hora, al menos aproximadamente 6 horas, al menos aproximadamente 12 horas, al menos aproximadamente 16 horas, al menos aproximadamente 1 día, al menos aproximadamente 2 días, al menos aproximadamente 3 días, al menos aproximadamente 4 días, al menos aproximadamente 5 días, al menos aproximadamente 6 días, al menos aproximadamente 7 días, al menos aproximadamente 8 días, al menos aproximadamente 9 días, al menos aproximadamente 10 días, al menos aproximadamente 11 días, al menos aproximadamente 12 días, al menos aproximadamente 13 días, al menos aproximadamente 14 días, al menos aproximadamente 1 semana, al menos aproximadamente 2 semanas, al menos aproximadamente 3 semanas, al menos aproximadamente 4 semanas, al menos aproximadamente 5 semanas, al menos aproximadamente 6 semanas, al menos aproximadamente 7 semanas o al menos aproximadamente 8 semanas.In some embodiments of the systematic screening methods described herein, sufficient time is allowed between the supply to the cell population of the candidate differentiation factor and the determination of the expression of the marker in the second time point. The sufficient time between the supply to the cell population of the candidate differentiation factor and the determination of the expression of the marker at the second time point can be as short as about 1 hour to about 10 days. In some embodiments, the expression of at least one marker is determined several times after providing the candidate population with the differentiation factor. In some embodiments, sufficient time is at least about 1 hour, at least about 6 hours, at least about 12 hours, at least about 16 hours, at least about 1 day, at least about 2 days, at least about 3 days , at least about 4 days, at least about 5 days, at least about 6 days, at least about 7 days, at least about 8 days, at least about 9 days, at least about 10 days, at least about 11 days, at at least about 12 days, at least about 13 days, at least about 14 days, at least about 1 week, at least about 2 weeks, at least about 3 weeks, at least about 4 weeks, at least about 5 weeks, at least about 6 weeks, at least about 7 weeks or at least about 8 weeks.

En algunas realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, además, se determina si la expresión del marcador en el segundo punto de tiempo ha aumentado o disminuido en comparación con la expresión de este marcador en el primer punto de tiempo. Un aumento o una disminución de la expresión de al menos un marcador indica que el factor de diferenciación candidato es capaz de potenciar la diferenciación de las células progenitoras/precursoras endocrinas. De manera similar, si se determina la expresión de una pluralidad de marcadores, se determina además si la expresión de la pluralidad de marcadores en el segundo punto de tiempo ha aumentado o disminuido en comparación con la expresión de esta pluralidad de marcadores en el primer punto de tiempo. Un aumento o una disminución en la expresión del marcador se puede determinar midiendo o evaluando la cantidad, el nivel o la actividad del marcador en la población celular en el primer y segundo punto de tiempo. Dicha determinación puede ser relativa a otros marcadores, por ejemplo, la expresión de genes constitutivos, o absoluta. En determinadas realizaciones, en las que la expresión del marcador aumenta en el segundo punto de tiempo en comparación con el primer punto de tiempo, la cantidad de aumento es de al menos aproximadamente 2 veces, al menos aproximadamente 5 veces, al menos aproximadamente 10 veces, al menos aproximadamente 20 veces, al menos aproximadamente 30 veces, al menos aproximadamente 40 veces, al menos aproximadamente 50 veces, al menos aproximadamente 60 veces, al menos aproximadamente 70 veces, al menos aproximadamente 80 veces, al menos aproximadamente 90 veces, al menos aproximadamente 100 veces o más de aproximadamente 100 veces. En algunas realizaciones, la cantidad de aumento es inferior a 2 veces. En realizaciones en las que la expresión del marcador disminuye en el segundo punto de tiempo en comparación con el primer punto de tiempo, la cantidad de disminución es de al menos aproximadamente 2 veces, al menos aproximadamente 5 veces, al menos aproximadamente 10 veces, al menos aproximadamente 20 veces, al menos aproximadamente 30 veces, al menos aproximadamente 40 veces, al menos aproximadamente 50 veces, al menos aproximadamente 60 veces, al menos aproximadamente 70 veces, al menos aproximadamente 80 veces, al menos aproximadamente 90 veces, al menos aproximadamente 100 veces o más de aproximadamente 100 veces. En algunas realizaciones, la cantidad de disminución es inferior a 2 veces.In some embodiments of the methods described herein, it is also determined whether the expression of the marker at the second time point has increased or decreased compared to the expression of this marker at the first time point. An increase or decrease in the expression of at least one marker indicates that the candidate differentiation factor is capable of enhancing the differentiation of endocrine progenitor / precursor cells. Similarly, if the expression of a plurality of markers is determined, it is further determined whether the expression of the plurality of markers at the second time point has increased or decreased compared to the expression of this plurality of markers at the first point. of time. An increase or decrease in marker expression can be determined by measuring or evaluating the amount, level or activity of the marker in the cell population at the first and second time points. Such determination may be relative to other markers, for example, the expression of constitutive genes, or absolute. In certain embodiments, in which the expression of the marker increases at the second time point compared to the first time point, the amount of increase is at least about 2 times, at least about 5 times, at least about 10 times , at least about 20 times, at least about 30 times, at least about 40 times, at least about 50 times, at least about 60 times, at least about 70 times, at least about 80 times, at least about 90 times, at less about 100 times or more than about 100 times. In some embodiments, the amount of increase is less than 2 times. In embodiments where the expression of the marker decreases at the second time point compared to the first time point, the amount of decrease is at least about 2 times, at least about 5 times, at least about 10 times, at at least about 20 times, at least about 30 times, at least about 40 times, at least about 50 times, at least about 60 times, at least about 70 times, at least about 80 times, at least about 90 times, at least about 100 times or more than about 100 times. In some embodiments, the amount of decrease is less than 2 times.

Control de la producción de células multipotentes o diferenciadasControl of the production of multipotent or differentiated cells

La progresión de células pluripotentes a células multipotentes a células multipotentes o células diferenciadas adicionales, tales como células progenitoras pancreáticas o células secretoras endocrinas hormonales, se puede controlar determinando la expresión de marcadores característicos de las células específicas, incluyendo marcadores genéticos y marcadores fenotípicos, tales como la expresión de las hormonas de los islotes y el procesamiento de proinsulina en insulina y péptido C en células endocrinas. En algunos procesos, la expresión de ciertos marcadores se determina detectando la presencia o ausencia del marcador. Como alternativa, la expresión de ciertos marcadores puede determinarse midiendo el nivel al que está presente el marcador en las células del cultivo celular o la población celular. Por ejemplo, en determinados procesos, se determina la expresión de marcadores característicos de células inmaduras que expresan hormonas de islote pancreático, así como la falta de expresión significativa de marcadores característicos de células pluripotentes, endodérmicas definitivas, endodérmicas del tracto digestivo superior, endodérmicas del tracto digestivo superior positivas en PDX1, progenitoras/precursoras endocrinas, endodérmicas extraembrionarias, mesodérmicas, ectodérmicas, células maduras que expresan hormonas de islote pancreático y/u otros tipos de células.The progression of pluripotent cells to multipotent cells to multipotent cells or additional differentiated cells, such as pancreatic progenitor cells or hormonal endocrine secreting cells, can be controlled by determining the expression of characteristic markers of specific cells, including genetic markers and phenotypic markers, such as Islet hormone expression and proinsulin processing in insulin and C-peptide in endocrine cells. In some processes, the expression of certain markers is determined by detecting the presence or absence of the marker. Alternatively, the expression of certain markers can be determined by measuring the level at which the marker is present in the cells of the cell culture or the cell population. For example, in certain processes, the expression of characteristic markers of immature cells expressing pancreatic islet hormones is determined, as well as the lack of significant expression of characteristic markers of pluripotent cells, definitive endodermal, endodermal of the upper digestive tract, endodermal of the tract upper digestive positive in PDX1, endocrine progenitors / precursors, extra-embryonic, mesodermal, ectodermal, mature cells expressing pancreatic islet hormones and / or other cell types.

Como se describe en relación con el control de la producción de otros tipos de células menos diferenciadas del linaje endodérmico definitivo, se pueden usar técnicas cualitativas o semicuantitativas, tales como los métodos de transferencia puntual y de inmunocitoquímica, para medir la expresión del marcador. Como alternativa, la expresión del marcador se puede cuantificar con precisión mediante el uso de una técnica tal como la Q-PCR o nCounter mediante Nanostring o tecnologías multiplex de alto rendimiento relacionadas, capaces de analizar y evaluar cientos o más marcadores simultáneamente. Además, se apreciará que, a nivel de polipéptido, muchos de los marcadores de las células que expresan hormonas de islote pancreático son proteínas secretadas. Como tales, se pueden utilizar técnicas para medir el contenido de marcadores extracelulares, tales como ELISA.As described in connection with the control of the production of other types of cells less differentiated from the definitive endodermal lineage, qualitative or semi-quantitative techniques, such as point transfer and immunocytochemical methods, can be used to measure marker expression. Alternatively, the expression of the marker can be quantified accurately by using a technique such as Q-PCR or nCounter using Nanostring or related high-performance multiplex technologies, capable of analyzing and evaluating hundreds or more markers simultaneously. In addition, it will be appreciated that, at the polypeptide level, many of the markers of cells expressing pancreatic islet hormones are secreted proteins. As such, techniques can be used to measure the content of extracellular markers, such as ELISA.

En otras realizaciones, se usa la inmunohistoquímica para detectar las proteínas expresadas por los genes mencionados anteriormente. En otras realizaciones más, se puede usar la Q-PCR junto con técnicas de inmunohistoquímica o técnicas de citometría de flujo para caracterizar e identificar con precisión y exactitud los tipos de células y determinar tanto la cantidad como las proporciones relativas de dichos marcadores en un tipo de célula objeto de estudio. En una realización, la Q-PCR puede cuantificar los niveles de expresión de ARN en un cultivo celular que contenga una población mixta de células. Sin embargo, la Q-PCR no puede proporcionar ni calificar si los marcadores o las proteínas del sujeto se expresan simultáneamente en la misma célula. En otra realización, la Q-PCR se usa junto con los métodos de citometría de flujo para caracterizar e identificar los tipos de células. Por lo tanto, mediante el uso de una combinación de los métodos descritos en el presente documento, y tal como los descritos anteriormente, se puede realizar y demostrar la caracterización e identificación completa de diversos tipos de células, incluyendo células de tipo linaje endodérmico.In other embodiments, immunohistochemistry is used to detect proteins expressed by genes. mentioned above. In yet other embodiments, the Q-PCR may be used in conjunction with immunohistochemical techniques or flow cytometry techniques to accurately and accurately characterize and identify cell types and determine both the amount and relative proportions of said markers in one type. of cell under study. In one embodiment, the Q-PCR can quantify the levels of RNA expression in a cell culture that contains a mixed population of cells. However, Q-PCR cannot provide or qualify if the subject's markers or proteins are expressed simultaneously in the same cell. In another embodiment, the Q-PCR is used in conjunction with flow cytometry methods to characterize and identify cell types. Therefore, by using a combination of the methods described herein, and as described above, the characterization and complete identification of various cell types, including endodermal lineage type cells can be performed and demonstrated.

Por ejemplo, en una realización preferida, las células progenitoras pancreáticas o endodérmicas pancreáticas o endodérmicas pancreáticas positivas en PDX-1, expresan al menos PDX1, Nkx6.1, PTF1A, CPA y/o cMYC según lo demostrado por Q-PCR y/o ICC, pero dicha célula expresa conjuntamente al menos PDX1 y Nkx6.1 según lo demostrado mediante ICC y no expresa otros marcadores, incluyendo SOX17 CXCR4 o CER, para ser identificada como una célula que expresa PDX1-positivo. De manera similar, para la identificación adecuada de una célula pancreática secretora de hormona madura, in vitro o in vivo, por ejemplo, se ha demostrado que el péptido C (un producto del procesamiento adecuado de la proinsulina en una célula p madura y funcional) y la insulina se expresan conjuntamente mediante ICC en la célula secretora de insulina.For example, in a preferred embodiment, pancreatic or pancreatic or pancreatic endodermic progenitor cells in PDX-1 positive, express at least PDX1, Nkx6.1, PTF1A, CPA and / or cMYC as demonstrated by Q-PCR and / or ICC, but said cell jointly expresses at least PDX1 and Nkx6.1 as demonstrated by ICC and does not express other markers, including SOX17 CXCR4 or CER, to be identified as a cell expressing PDX1-positive. Similarly, for the proper identification of a mature hormone secreting pancreatic cell, in vitro or in vivo, for example, it has been shown that C-peptide (a product of the proper processing of proinsulin in a mature and functional p cell) and insulin are expressed together by ICC in the insulin secretory cell.

Aun así, también se pueden usar otros métodos que se conocen en la técnica para cuantificar la expresión del gen marcador. Por ejemplo, la expresión de un producto genético marcador puede detectarse usando anticuerpos específicos para el producto génico marcador de interés (por ejemplo, transferencia Western, análisis de citometría de flujo y similares). En determinados procesos, la expresión de los genes marcadores característicos de las células derivadas de hES, así como la falta de expresión significativa de los genes marcadores característicos de las células derivadas de hES. Otros métodos adicionales para caracterizar e identificar tipos de células derivados de hES se describen en solicitudes relacionadas como se ha indicado anteriormente.Even so, other methods known in the art can also be used to quantify marker gene expression. For example, the expression of a marker genetic product can be detected using antibodies specific for the marker gene product of interest (eg, Western blot, flow cytometric analysis and the like). In certain processes, the expression of the characteristic marker genes of the cells derived from hES, as well as the lack of significant expression of the characteristic marker genes of the cells derived from hES. Other additional methods for characterizing and identifying hES derived cell types are described in related applications as indicated above.

Resumen de la producción células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 (Fases 1 a 4) y producción de insulina in vivo Summary of production of positive pancreatic endodermal cells in PDX1 (Phases 1 to 4) and insulin production in vivo

Los métodos para la producción de ciertas células del linaje endodérmico y células del linaje endodérmico pancreático se proporcionan en el presente documento, y se analizan en otras partes en solicitudes relacionadas tales como las patentes de EE.UU. n.° 7.534.608; 7.695.965; y 7.993.920, Tituladas "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES"; y la patente de EE.UU. n.° 8.129.182, titulada "ENDOCRINE PROGENITOR/PRECURSOR CELLS, PANCREATIC HORMONE-EXPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTION". Véase también la Tabla 17 y las FIG. 42, 43 y 44.Methods for the production of certain cells of the endodermal lineage and cells of the pancreatic endodermal lineage are provided herein, and are discussed elsewhere in related applications such as US Pat. No. 7,534,608; 7,695,965; and 7,993,920, entitled "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES"; and U.S. Pat. No. 8,129,182, entitled "ENDOCRINE PROGENITOR / PRECURSOR CELLS, PANCREATIC HORMONE-EXPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTION". See also Table 17 and FIG. 42, 43 and 44.

En resumen, los métodos de diferenciación dirigida del presente documento para células madre pluripotentes, por ejemplo, células hES e iPS, se pueden describir en al menos cuatro o cinco o seis o siete fases, dependiendo de la fase final del cultivo celular deseado (PEC o células endocrinas). La Fase 1 es la producción de células endodérmicas definitivas a partir de células madre pluripotentes y tarda de aproximadamente 2 a 5 días, preferentemente 2 o 3 días. Las células madre pluripotentes se suspenden en medios que comprenden RPMI, un factor de crecimiento de los miembros de la superfamilia de TGFp, tal como Activina A, Activina B, GDF-8 o GDF-11 (100 ng/ml), un miembro de la familia de Wnt o un activador de la vía de Wnt, tal como Wnt3a (25 ng/ml), y como alternativa, un inhibidor de la rhoquinasa o ROCK, tal como Y-27632 (10 j M) para potenciar el crecimiento y/o la supervivencia y/o la proliferación, y/o la adhesión entre las células. Después de aproximadamente 24 horas, los medios se intercambian por medios que comprenden RPMI con suero, tales como FBS al 0,2 % y un factor de crecimiento de miembros de la superfamilia de TGFp, tal como Activina A, Activina B, GDF-8 o GDF-11 (100 ng/ml) y, como alternativa, un inhibidor de la rho-quinasa o ROCK durante otras 24 (día 1) a 48 horas (día 2). Como alternativa, después de aproximadamente 24 horas en un medio que comprende Activina/Wnt3a, las células se cultivan durante las siguientes 24 horas en un medio que comprende Activina sola (es decir, el medio no incluye Wnt3a). De manera importante, la producción de endodermo definitivo requiere condiciones de cultivo celular bajas en contenido de suero y, por lo tanto, bajas en insulina o en contenido de factor de crecimiento similar a la insulina. Véase McLean et al. (2007) Stem Cells 25: 29-38. McLean et al. también muestran que poner en contacto las células hES con insulina a concentraciones tan bajas como de 0,2 jg/m l en la Fase 1 puede ser perjudicial para la producción del endodermo definitivo. Otros expertos en la materia han modificado la diferenciación de la Fase 1 de células pluripotentes a células endodérmicas definitivas esencialmente como se describe en el presente documento y en D'Amour et al. (2005), por ejemplo, al menos, Agarwal et al., "Efficient Differentiation of Functional Hepatocytes from Human Embryonic Stem Cells", Stem Cells (2008) 26:1117-1127; Borowiak et al., "Small Molecules Efficiently Direct Endodermal Differentiation of Mouse and Human Embryonic Stem Cells", (2009) Cell Stem Cell 4:348-358; y Brunner et al., "Distinct DNA methylation patterns characterize differentiated human embryonic stem cells and developing human fetal liver", (2009) Genome Res. In summary, the methods of directed differentiation herein for pluripotent stem cells, for example, hES and iPS cells, can be described in at least four or five or six or seven phases, depending on the final phase of the desired cell culture (PEC or endocrine cells). Phase 1 is the production of definitive endodermal cells from pluripotent stem cells and takes approximately 2 to 5 days, preferably 2 or 3 days. Pluripotent stem cells are suspended in media comprising RPMI, a growth factor of members of the TGFp superfamily, such as Activin A, Activin B, GDF-8 or GDF-11 (100 ng / ml), a member of the Wnt family or a Wnt pathway activator, such as Wnt3a (25 ng / ml), and alternatively, a rhokinase inhibitor or ROCK, such as Y-27632 (10 jM) to enhance growth and / or survival and / or proliferation, and / or adhesion between cells. After about 24 hours, the media are exchanged for media comprising RPMI with serum, such as 0.2% FBS and a growth factor of TGFp superfamily members, such as Activin A, Activin B, GDF-8 or GDF-11 (100 ng / ml) and, alternatively, a rho-kinase inhibitor or ROCK for another 24 (day 1) to 48 hours (day 2). Alternatively, after approximately 24 hours in a medium comprising Activin / Wnt3a, the cells are cultured for the next 24 hours in a medium comprising Activin alone (ie, the medium does not include Wnt3a). Importantly, the production of definitive endoderm requires conditions of cell culture low in serum content and, therefore, low in insulin or in insulin-like growth factor content. See McLean et al. (2007) Stem Cells 25: 29-38. McLean et al. they also show that contacting the hES cells with insulin at concentrations as low as 0.2 jg / ml in Phase 1 can be detrimental to the production of the definitive endoderm. Other experts in the field have modified the differentiation of Phase 1 from pluripotent cells to definitive endodermal cells essentially as described herein and in D'Amour et al. (2005), for example, at least, Agarwal et al., "Efficient Differentiation of Functional Hepatocytes from Human Embryonic Stem Cells", Stem Cells (2008) 26: 1117-1127; Borowiak et al., "Small Molecules Efficiently Direct Endodermal Differentiation of Mouse and Human Embryonic Stem Cells", (2009) Cell Stem Cell 4: 348-358; and Brunner et al., "Distinct DNA methylation patterns characterize differentiated human embryonic stem cells and developing human fetal liver", (2009) Genome Res.

19:1044-1056. La diferenciación, especificación, caracterización e identificación adecuadas de las células definitivas son necesarias para obtener otras células del linaje endodérmico. Las células endodérmicas definitivas en esta fase expresan conjuntamente SOX17 y HNF3p (FOXA2), y no expresan apreciablemente al menos HNF4alfa, HNF6, PDX1, SOX6, PROX1, PTF1A, CPA, cMYC, NKX6.1, NGN3, PAX3, ARX, NKX2.2, INS, GSC, GHRL, SST o PP. La ausencia de expresión de HNF4alfa en el endodermo definitivo se apoya y describe en detalle al menos en Duncan et al. (1994), "Expression of transcription factor HNF-4 in the extraembryonic endoderm, gut, and nephrogenic tissue of the developing mouse embryo: HNF-4 is a marker for primary endoderm in the implanting blastocyst", Proc. Natl. Acad. Sci, 91:7598-7602 y Si-Tayeb et al. (2010), "Highly Efficient Generation of Human Hepatocyte-Like cells from Induced Pluripotent Stem Cells", Hepatology 51:297-305.19: 1044-1056. Appropriate differentiation, specification, characterization and identification of the definitive cells are necessary to obtain other cells of the endodermal lineage. The final endodermal cells in this phase jointly express SOX17 and HNF3p (FOXA2), and do not appreciably express at least HNF4alpha, HNF6, PDX1, SOX6, PROX1, PTF1A, CPA, cMYC, NKX6.1, NGN3, PAX3, ARX, NKX2. 2, INS, GSC, GHRL, SST or PP. The absence HNF4alfa expression in the definitive endoderm is supported and described in detail at least in Duncan et al. (1994), "Expression of transcription factor HNF-4 in the extraembryonic endoderm, gut, and nephrogenic tissue of the developing mouse embryo: HNF-4 is a marker for primary endoderm in the implanting blastocyst", Proc. Natl. Acad. Sci, 91: 7598-7602 and Si-Tayeb et al. (2010), "Highly Efficient Generation of Human Hepatocyte-Like cells from Induced Pluripotent Stem Cells", Hepatology 51: 297-305.

La fase 2 toma el cultivo de células endodérmicas definitivas de la Fase 1 y produce endodermo del tracto digestivo superior o endodermo del tracto digestivo superior negativo en PDX1 incubando los cultivos en suspensión con RPMI con niveles séricos bajos, tales como FBS al 0,2 %, en una dilución de 1:1.000 de ITS, 25 ng KGF (o FGF7), y como alternativa, un inhibidor de ROCK durante 24 horas (del día 2 al día 3). Después de 24 horas (del día 3 al día 4), los medios se intercambian por el mismo medio menos un inhibidor de TGFp, pero, como alternativa, sigue siendo un inhibidor de ROCK para potenciar el crecimiento, la supervivencia y la proliferación de las células, durante otros 24 (días 4 a 5) a 48 horas (día 6). Una etapa fundamental para la especificación adecuada del endodermo del tracto digestivo superior es la eliminación de los factores de crecimiento de la familia de TGFp. Por consiguiente, se puede añadir un inhibidor de TGFp a los cultivos de células de la Fase 2, tales como el inhibidor de TGFp 2,5 pM n.° 4 o SB4315425 pM, un inhibidor específico de la quinasa similar al receptor de Activina (ALK), que es un receptor de tipo I de TGFp. Las células endodérmicas de tracto digestivo superior o endodérmicas de tracto digestivo superior negativas en PDX1 producidas a partir de la Fase 2 expresan conjuntamente SOX17, HNF1p y HNF4alfa y no expresan conjuntamente apreciablemente al menos SOX17 y HNF3p (FOXA2), ni HNF6, PDX1, SOX6, PROX1, PTF1A, CPA, cMYC, NKX6.1, NGN3, PAX3, ARX, NKX2.2, INS, GSC, GHRL, SST o PP, que son el sello distintivo de las células endodérmicas definitivas, las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o las células progenitoras pancreáticas o progenitoras/precursoras endocrinas, así como normalmente, las células de tipo polihormonal.Phase 2 takes the culture of final endodermic cells of Phase 1 and produces endoderm of the upper digestive tract or endoderm of the upper digestive tract negative in PDX1 by incubating suspension cultures with RPMI with low serum levels, such as 0.2% FBS , in a 1: 1,000 dilution of STIs, 25 ng KGF (or FGF7), and alternatively, a ROCK inhibitor for 24 hours (from day 2 to day 3). After 24 hours (from day 3 to day 4), the media is exchanged by the same means minus a TGFp inhibitor, but, alternatively, it remains a ROCK inhibitor to enhance the growth, survival and proliferation of the cells, for another 24 (days 4 to 5) to 48 hours (day 6). A fundamental stage for the proper specification of the upper digestive tract endoderm is the elimination of the growth factors of the TGFp family. Accordingly, a TGFp inhibitor can be added to Phase 2 cell cultures, such as the 2.5 pM TGFp inhibitor # 4 or SB4315425 pM, a kinase specific inhibitor similar to the Activin receptor ( ALK), which is a type I TGFp receptor. The endodermal cells of the upper digestive tract or endodermal upper digestive tract negative in PDX1 produced from Phase 2 together express SOX17, HNF1p and HNF4alfa and do not expressly express at least SOX17 and HNF3p (FOXA2), nor HNF6, PDX1, SOX6 , PROX1, PTF1A, CPA, cMYC, NKX6.1, NGN3, PAX3, ARX, NKX2.2, INS, GSC, GHRL, SST or PP, which are the hallmark of definitive endodermal cells, positive pancreatic endodermal cells in PDX1 or pancreatic progenitor or endocrine progenitor / precursor cells, as well as normally, polyhormonal type cells.

La Fase 3 (días 5-8) para la producción de PEC toma el cultivo de células endodérmicas de tracto digestivo superior de la Fase 2 y produce una célula endodérmica de tracto digestivo superior positiva en PDX1 mediante DMEM o RPMI en B27 al 1 %, ciclopamina de KAAD 0,25 pM, un retinoide, tal como el ácido retinoico (RA) 0,2 pM o un análogo del ácido retinoico tal como 3 nM de TTNPB (o CTT3, que es la combinación de ciclopamina de KAAD y TTNPB), y 50 ng/ml de Nogina durante aproximadamente 24 (día 7) a 48 horas (día 8). Específicamente, Los solicitantes han usado DMEM con alto contenido de glucosa desde aproximadamente el año 2003, y todas las divulgaciones de patentes y no patentes hasta ese momento emplearon DMEM con alto contenido de glucosa, incluso si no se menciona como "DMEM con alto nivel de glucosa" y similares. Esto es, en parte, porque fabricantes tales como Gibco no nombraron a su DMEM como tal, por ejemplo, DMEM (n.° de cat 11960) y d Me M con desactivación (n.° de cat. 10829). Cabe destacar, que a partir de la fecha de presentación de la presente solicitud, Gibco ofrece más productos de DMEM, pero sigue sin poner "alto contenido de glucosa" en algunos de sus productos de DMEM que contienen alto contenido de glucosa, por ejemplo, un DMEM con desactivación (n.° de cat. 10829-018). Por lo tanto, se puede suponer que, en cada caso, en el que se describe el DMEM, significa DMEM con alto contenido de glucosa, y esto fue evidente por otros que están realizando la investigación y el desarrollo en este campo. En el Ejemplo 21, se describen más detalles que describen el uso de alto contenido de glucosa exógeno. De nuevo, se puede usar un inhibidor de ROCK o un inhibidor de la rho-quinasa tal como el Y-27632 para potenciar el crecimiento, la supervivencia, la proliferación y la potenciación de la adhesión célula-célula. Las células de tracto digestivo superior positivas en PDX1 producidas a partir de la Fase 3 expresan conjuntamente PDX1 y HNF6, así como SOX9 y PROX, y no expresan conjuntamente de manera apreciable marcadores indicativos de células endodérmicas definitivas o células endodérmicas de tracto digestivo superior (células endodérmicas de tracto digestivo superior negativas en PDX1) o células endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX1 como se describe anteriormente en las Fases 1 y 2.Phase 3 (days 5-8) for the production of PEC takes the culture of upper digestive tract endodermal cells from Phase 2 and produces a positive upper digestive tract endodermal cell in PDX1 by DMEM or RPMI in 1% B27, 0.25 pM KAAD cyclopamine, a retinoid, such as 0.2 pM retinoic acid (RA) or a retinoic acid analog such as 3 nM TTNPB (or CTT3, which is the combination of KAAD and TTNPB cyclopamine) , and 50 ng / ml of Nogina for approximately 24 (day 7) to 48 hours (day 8). Specifically, Applicants have used DMEM with high glucose content since approximately 2003, and all patent and non-patent disclosures up to that time employed DMEM with high glucose content, even if it is not mentioned as "DMEM with high level of glucose "and the like. This is, in part, because manufacturers such as Gibco did not name their DMEM as such, for example, DMEM (cat. # 11960) and d Me M with deactivation (cat. # 10829). It should be noted that as of the date of submission of this application, Gibco offers more DMEM products, but still does not put "high glucose" in some of its DMEM products that contain high glucose, for example, a DMEM with deactivation (cat. # 10829-018). Therefore, it can be assumed that, in each case, in which DMEM is described, it means DMEM with high glucose content, and this was evident by others who are conducting research and development in this field. In Example 21, more details are described that describe the use of high exogenous glucose content. Again, a ROCK inhibitor or a rho-kinase inhibitor such as Y-27632 can be used to enhance growth, survival, proliferation and enhancement of cell-cell adhesion. PDX1 positive upper digestive tract cells produced from Phase 3 jointly express PDX1 and HNF6, as well as SOX9 and PROX, and do not appreciably express markers indicative of definitive endodermal cells or upper digestive tract endodermal cells (cells endodermal upper digestive tract negative in PDX1) or endodermal upper digestive tract cells positive in PDX1 as described above in Phases 1 and 2.

El método de la Fase 3 anterior es aquel de cuatro fases para la producción de PEC. Para la producción de células progenitoras/precursoras endocrinas y endocrinas como se describe en detalle en los Ejemplos 9-24 a continuación, además de Nogina, se usan ciclopamina de KAAD y Retinoide; Activina, Wnt y Heregulina, solas y/o combinadas, para suprimir la expresión de NGN3 mientras se mantiene una buena masa de agregados celulares. Véanse los Ejemplos 8, 9 y 10.The method of Phase 3 above is that of four phases for the production of PEC. For the production of endocrine and endocrine progenitor / precursor cells as described in detail in Examples 9-24 below, in addition to Nogina, KAAD and Retinoid cyclopamine are used; Activin, Wnt and Heregulin, alone and / or combined, to suppress NGN3 expression while maintaining a good mass of cell aggregates. See Examples 8, 9 and 10.

La producción de PEC DE Fase 4 (días 8-14) toma los medios de la Fase 3 y los intercambia por medios que contienen DMEM en un suplemento B27 al 1 % vol/vol, más 50 ng/ml de KGF y 50 ng/ml de EGF y algunas veces también Nogina a 50 ng/ml y un inhibidor de ROCK, y además incluye Activina sola o combinada con Heregulina. Estos nuevos métodos dan lugar a células progenitoras pancreáticas que expresan conjuntamente al menos PDX1 y NKX6.1, así como PTF1A. Estas células no expresan de manera apreciable marcadores indicativos de células endodérmicas definitivas o células endodérmicas de tracto digestivo superior (endodérmicas de tracto digestivo superior negativas en PDX1) como se describe anteriormente en las Fases 1,2 y 3. Véase la FIG. 44.The production of PEC of Phase 4 (days 8-14) takes the means of Phase 3 and exchanges them for means containing DMEM in a B27 supplement at 1% vol / vol, plus 50 ng / ml of KGF and 50 ng / ml of EGF and sometimes also Nogina at 50 ng / ml and a ROCK inhibitor, and also includes Activin alone or in combination with Heregulin. These new methods give rise to pancreatic progenitor cells that jointly express at least PDX1 and NKX6.1, as well as PTF1A. These cells do not appreciably express markers indicative of definitive endodermal cells or upper digestive tract endodermal cells (negative upper digestive tract endodermal in PDX1) as described above in Phases 1,2 and 3. See FIG. 44.

Como alternativa, las células de la Fase 4 pueden diferenciarse aún más en la Fase 5 para producir células de tipo progenitor o progenitoras/precursoras endocrinas y/o células endocrinas pancreáticas de una sola hormona o de varias hormonas en un medio que contiene DMEM con suplemento de B27 al 1 % vol/vol durante aproximadamente 1 a 6 días (preferentemente aproximadamente 2 días, es decir, los días 13-15). Las progenitoras/precursoras endocrinas producidas a partir de la Fase 5 expresan conjuntamente al menos CHGA, NGN3 y Nkx2.2, y no expresan de manera apreciable los marcadores indicativos de endodermo definitivo o endodermo de tracto digestivo superior (endodermo de tracto digestivo superior negativo en PDX1) como se describe anteriormente en las Fases 1, 2, 3 y 4 para la producción de PEC. Véase la FIG. 44.Alternatively, Phase 4 cells can be further differentiated in Phase 5 to produce endocrine progenitor or progenitor / precursor cells and / or pancreatic endocrine cells of a single hormone or of several hormones in a medium containing DMEM with supplement of B27 at 1% vol / vol for about 1 to 6 days (preferably about 2 days, that is, days 13-15). Endocrine progenitors / precursors produced from Phase 5 jointly express at least CHGA, NGN3 and Nkx2.2, and do not appreciably express the markers indicative of definitive endoderm or upper digestive tract endoderm (upper digestive tract endoderm negative in PDX1) as described above in Phases 1, 2, 3 and 4 for the PEC production. See FIG. 44.

Para la producción de PEC, las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 producidas en la Fase 4 se cargan e introducen por completo en un dispositivo de macroencapsulación, y se trasplantan en un paciente, y las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 maduran a células secretoras de hormonas pancreáticas o islotes pancreáticos, por ejemplo, células beta secretoras de insulina, in vivo (que también se conoce como " función in vivo "). La encapsulación de las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 y la producción de insulina in vivo se describen detalladamente en la solicitud de EE. UU. N.° 12/618.659 (la Solicitud 659), titulada "ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", presentada el viernes 13 de noviembre de 2009. La Solicitud 659 reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional n.° 61/114.857, Titulada "ENCAPSULATION OF PANCREATIC PROGENITORS DERIVED FROM HES CELLS", presentada el viernes 14 de noviembre de 2008; y la solicitud de patente provisional de EE.UU. n.° 61/121.084, titulada" ENCAPSULATION OF PANCREATIC ENDODERM CELLS", presentada el martes 9 de diciembre de 2008; y ahora la patente de EE.UU. n.° 8.278.106 y 8.424.928. Los métodos, las composiciones y los dispositivos descritos en el presente documento son actualmente representativos de realizaciones preferidas, y son ilustrativos y no pretenden ser limitaciones en el alcance de la invención. A los expertos en la materia se les ocurrirán cambios y otros usos que están definidos por el alcance de la divulgación. Por consiguiente, será evidente para un experto en la materia que pueden realizarse sustituciones y modificaciones variables de la invención desvelada en el presente documento.For the production of PEC, PDX1-positive pancreatic endodermal cells produced in Phase 4 are fully loaded and introduced into a macroencapsulation device, and transplanted into a patient, and PDX1-positive pancreatic endodermal cells mature to secretory cells of pancreatic hormones or pancreatic islets, for example, insulin-secreting beta cells, in vivo (also known as " in vivo function"). Encapsulation of pancreatic endodermal cells positive in PDX1 and insulin production in vivo are described in detail in the US application. UU. No. 12 / 618,659 (Application 659), entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", filed on Friday, November 13, 2009. Application 659 claims the priority of the provisional patent application n. ° 61 / 114,857, entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC PROGENITORS DERIVED FROM HES CELLS", presented on Friday, November 14, 2008; and the US provisional patent application No. 61 / 121,084, entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC ENDODERM CELLS", presented on Tuesday, December 9, 2008; and now US Pat. No. 8,278,106 and 8,424,928. The methods, compositions and devices described herein are currently representative of preferred embodiments, and are illustrative and are not intended to be limitations on the scope of the invention. Experts in the field will come up with changes and other uses that are defined by the scope of the disclosure. Accordingly, it will be apparent to one skilled in the art that variable substitutions and modifications of the invention disclosed herein may be made.

Por ejemplo, se usa la Activina A, un miembro de la superfamilia de TGFp de factores de crecimiento o proteínas de señalización, para producir endodermo definitivo a partir de células pluripotentes, por ejemplo, células hES y células iPS; sin embargo, se pueden usar otros miembros de la superfamilia de TGFp, por ejemplo, GDF-8 y GDF-11, para producir un endodermo definitivo como los descritos en la solicitud internacional PCT/US2008/065686, titulada" GROWTH FACTORS FOR PRODUCTION OF DEFINITIVE ENDODERM", presentada el martes 3 de junio de 2008. For example, Activin A, a member of the TGFp superfamily of growth factors or signaling proteins, is used to produce definitive endoderm from pluripotent cells, for example, hES cells and iPS cells; however, other members of the TGFp superfamily, for example, GDF-8 and GDF-11, can be used to produce a definitive endoderm such as those described in international application PCT / US2008 / 065686, entitled "GROWTH FACTORS FOR PRODUCTION OF DEFINITIVE ENDODERM ", presented on Tuesday, June 3, 2008.

Todavía en un contexto diferente, la Activina sola o en combinación con Wnt y Heregulina es capaz de suprimir e inhibir la expresión de NGN3 en niveles altos y bajos; a niveles bajos solo o en combinación con Heregulina, o como alternativa, a niveles altos en combinación con w Nt y Heregulina, masa celular y, por lo tanto, se puede mantener el rendimiento. Véanse los Ejemplos 8, 9 y 10.Still in a different context, Activin alone or in combination with Wnt and Heregulin is able to suppress and inhibit the expression of NGN3 at high and low levels; at low levels alone or in combination with Heregulin, or as an alternative, at high levels in combination with w Nt and Heregulin, cell mass and, therefore, performance can be maintained. See Examples 8, 9 and 10.

Para la producción de PEC, se usa ácido retinoico (RA) para diferenciar las células endodérmicas de tracto digestivo superior negativas en PDX1 en la Fase 2 a las células de tracto digestivo superior positivas en PDX1 en la Fase 3. Sin embargo, se pueden usar otros retinoides o análogos de ácido retinoico tales como el ácido 4-[(E)-2-(5,6,7,8-tetrahidro-5,5,8,8-tetrametil-2-naftalenil)-1-propenil]benzoico (o TTNPB) y análogos similares (por ejemplo, 4-HBT-TNPB). Para la producción de células progenitoras/precursoras endocrinas y células endocrinas, también se puede añadir ácido retinoico o cualquiera de sus análogos durante las Fases 6 y/o 7 para inducir la expresión génica de hormonas. Véanse los Ejemplos 13 y 16.For the production of PEC, retinoic acid (RA) is used to differentiate negative upper digestive tract endodermal cells in PDX1 in Phase 2 to upper digestive tract cells positive in PDX1 in Phase 3. However, they can be used other retinoids or retinoic acid analogs such as 4 - [(E) -2- (5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl) -1-propenyl] benzoic (or TTNPB) and similar analogs (for example, 4-HBT-TNPB). For the production of endocrine progenitor / precursor cells and endocrine cells, retinoic acid or any of its analogs can also be added during Phases 6 and / or 7 to induce gene expression of hormones. See Examples 13 and 16.

La nogina es una proteína que, por ejemplo, inactiva a los miembros de las proteínas de señalización de la superfamilia de TGFp, tales como la proteína morfogenética ósea 4 (BMP4). Sin embargo, otros inhibidores de BMP4 tales como Cordina y Gastrulación retorcida (Tsg) o anticuerpos neutralizantes anti-BMP pueden prevenir la unión de BMP a sus receptores de la superficie celular, inhibiendo así de manera eficaz la señalización de BMP. Como alternativa, se ha clonado y secuenciado el gen para la Nogina humana. Véase la patente de EE.UU. n.° 6.075.007. El análisis de la secuencia de Nogina muestra una región terminal carboxi que tiene homología con un inhibidor de la proteasa de tipo Kunitz, lo que indica que potencialmente otros inhibidores de la proteasa de tipo Kunitz pueden tener un efecto similar en la inhibición de BMP. El Ejemplo 15 describe el uso de Nogina para aumentar la producción de subpoblaciones no endocrinas (CHGA-).The nogina is a protein that, for example, inactivates the members of TGFp superfamily signaling proteins, such as bone morphogenetic protein 4 (BMP4). However, other BMP4 inhibitors such as Cordine and Twisted Gastrulation (Tsg) or anti-BMP neutralizing antibodies can prevent BMP binding to their cell surface receptors, thus effectively inhibiting BMP signaling. Alternatively, the gene for human Nogin has been cloned and sequenced. See US Pat. No. 6,075,007. Nogina sequence analysis shows a carboxy terminal region that has homology with a Kunitz-like protease inhibitor, indicating that potentially other Kunitz-like protease inhibitors may have a similar effect on BMP inhibition. Example 15 describes the use of Nogina to increase the production of non-endocrine subpopulations (CHGA-).

Finalmente, los dispositivos de macroencapsulación descritos en el presente documento y en la Solicitud 659; las solicitudes de diseño de EE.UU. 29/447.944; 29/408.366; 29/408.368; 29/423.365; y 61/774.443, tituladas "SEMIPERMEABLE MACRO IMPLANTABLE CELLULAR ENCAPSULATION DEVICES", presentada el jueves 7 de marzo de 2013, de nuevo, son solo ejemplos, y no pretenden ser limitaciones del alcance de la invención. En particular, Todos los cambios en el diseño del dispositivo, tales como el tamaño del dispositivo, la pluralidad de cámaras o subcompartimientos en el dispositivo, o la pluralidad de puertos, o incluso los mecanismos para cargar y extraer el dispositivo están englobados. Por consiguiente, será evidente para un experto en la materia que se pueden realizar sustituciones y modificaciones variables no solo de los métodos de diferenciación descritos en el presente documento, sino también del dispositivo de encapsulación, en la invención develada en el presente documento. Véanse los Ejemplos 10, 12 y 18.Finally, the macroencapsulation devices described in this document and in Application 659; US design requests 29 / 447,944; 29 / 408,366; 29 / 408,368; 29 / 423,365; and 61 / 774,443, entitled "SEMIPERMEABLE MACRO IMPLANTABLE CELLULAR ENCAPSULATION DEVICES", presented on Thursday, March 7, 2013, again, are only examples, and are not intended to be limitations on the scope of the invention. In particular, all changes in the design of the device, such as the size of the device, the plurality of cameras or sub-compartments in the device, or the plurality of ports, or even the mechanisms for loading and removing the device are encompassed. Accordingly, it will be apparent to one skilled in the art that variable substitutions and modifications can be made not only of the differentiation methods described herein, but also of the encapsulation device, in the invention disclosed herein. See Examples 10, 12 and 18.

Con respecto a algunos de los procesos para la diferenciación de células pluripotentes a células endodérmicas definitivas, los factores de crecimiento mencionados anteriormente se proporcionan a las células para que los factores de crecimiento estén presentes en los cultivos a concentraciones suficientes para potenciar la diferenciación de al menos una parte de las células pluripotentes a células endodérmicas definitivas y células de linaje pancreático. En algunos procesos, los factores de crecimiento mencionados anteriormente están presentes en el cultivo celular a una concentración de al menos aproximadamente 5 ng/ml, al menos aproximadamente 10 ng/ml, al menos aproximadamente 25 ng/ml, al menos aproximadamente 50 ng/ml, al menos aproximadamente 75 ng/ml, al menos aproximadamente 100 ng/ml, al menos aproximadamente 200 ng/ml, al menos aproximadamente 300 ng/ml, al menos aproximadamente 400 ng/ml, al menos aproximadamente 500 ng/ml, al menos aproximadamente 1.000 ng/ml, al menos aproximadamente 2.000 ng/ml, al menos aproximadamente 3.000 ng/ml, al menos aproximadamente 4.000 ng/ml, al menos aproximadamente 5.000 ng/ml o más de aproximadamente 5.000 ng/ml. Otros agentes o factores de crecimiento más están presentes en cultivos celulares a una concentración de al menos 0,1 mM o 10 mM, o más.With respect to some of the processes for the differentiation of pluripotent cells to definitive endodermal cells, the growth factors mentioned above are provided to the cells so that the growth factors are present in the cultures at sufficient concentrations to enhance the differentiation of at least a part of pluripotent cells to definitive endodermal cells and pancreatic lineage cells. In some processes, the growth factors mentioned above are present in the cell culture at a concentration of at least about 5 ng / ml, at least about 10 ng / ml, at least about 25 ng / ml, at least about 50 ng / ml, at least about 75 ng / ml, at least about 100 ng / ml, at least about 200 ng / ml, at least about 300 ng / ml, at least about 400 ng / ml, at least about 500 ng / ml, at least about 1,000 ng / ml, at least about 2,000 ng / ml, at least about 3,000 ng / ml, at least about 4,000 ng / ml, at least about 5,000 ng / ml or more than about 5,000 ng / ml. Other agents or growth factors are present in cell cultures at a concentration of at least 0.1 mM or 10 mM, or more.

En determinados procesos, Los agentes de diferenciación de células madre pluripotentes y/o los factores de crecimiento se eliminan del cultivo celular después de su adición. Por ejemplo, Los factores de crecimiento pueden eliminarse en aproximadamente un día, Aproximadamente dos días, aproximadamente tres días, aproximadamente cuatro días, aproximadamente cinco días, aproximadamente seis días, aproximadamente siete días, aproximadamente ocho días, aproximadamente nueve días o aproximadamente diez días tras su adición. En un proceso preferido, Los factores de crecimiento se eliminan aproximadamente cuatro días después de su adición. La eliminación del agente y/o el factor de crecimiento se puede realizar cambiando los medios en ausencia del agente y/o factor de crecimiento, o usando otro agente que inhiba la función de ese agente y/o factor de crecimiento.In certain processes, pluripotent stem cell differentiation agents and / or growth factors are removed from the cell culture after their addition. For example, Growth factors can be eliminated in approximately one day, approximately two days, approximately three days, approximately four days, approximately five days, approximately six days, approximately seven days, approximately eight days, approximately nine days or approximately ten days after Your addition In a preferred process, growth factors are removed approximately four days after their addition. The removal of the agent and / or the growth factor can be performed by changing the media in the absence of the agent and / or growth factor, or using another agent that inhibits the function of that agent and / or growth factor.

En una realización preferida, los cultivos celulares en Fase 3 incluyen, pero sin limitación, agentes capaces de reprimir, suprimir, Inhibir y similares, células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Dichos agentes también incluyen Activina, Heregulina y WNT, y combinaciones de los tres en cantidades eficaces para potenciar la diferenciación y/o inducir la expresión de marcadores que son indicativos de la subpoblación de células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (CHGA-) y reprimir o minimizar la expresión de marcadores de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Los marcadores indicativos de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) incluyen, pero sin limitación, NGN3, NKX2.2 y otros.In a preferred embodiment, cell cultures in Phase 3 include, but are not limited to, agents capable of repressing, suppressing, inhibiting and the like, cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +). Such agents also include Activin, Heregulin and WNT, and combinations of the three in amounts effective to enhance differentiation and / or induce expression of markers that are indicative of the subpopulation of non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-) and repress or minimize the expression of markers of cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +). Indicative markers of cells committed to the endocrine lineage (CHGA +) include, but are not limited to, NGN3, NKX2.2 and others.

En otra realización preferida, los cultivos celulares en Fase 4 incluyen, pero sin limitación, agentes capaces de reprimir, suprimir, Inhibir y similares, células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Dichos agentes también incluyen Activina y Heregulina y combinaciones de las dos en cantidades eficaces para potenciar la diferenciación y/o inducir la expresión de marcadores que son indicativos de una subpoblación de células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (CHGA-) y reprimir o minimizar la expresión de marcadores celulares comprometidos con el linaje endocrino (CHGA+). Los marcadores indicativos de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) incluyen, pero sin limitación, NGN3, NKX2.2 y otros. Los medios para suprimir al menos NGN3 durante las fases 3 y 4 se describen en detalle en los siguientes Ejemplos 8-21.In another preferred embodiment, cell cultures in Phase 4 include, but are not limited to, agents capable of repressing, suppressing, inhibiting and the like, cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +). Such agents also include Activin and Heregulin and combinations of the two in amounts effective to enhance differentiation and / or induce expression of markers that are indicative of a subpopulation of non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-) and repress or minimize expression of cell markers compromised with the endocrine lineage (CHGA +). Indicative markers of cells committed to the endocrine lineage (CHGA +) include, but are not limited to, NGN3, NKX2.2 and others. The means for suppressing at least NGN3 during phases 3 and 4 are described in detail in the following Examples 8-21.

En una realización, los cultivos celulares en fase 4 se diferencian aún más en la fase 5 con al menos Nogina, KGF, EGF y un inhibidor de señalización o de la vía de Notch. Los marcadores indicativos de la diferenciación endocrina incluyen, pero sin limitación, NGN3, NKX2.2 y otros. En una realización preferida, los agentes se usan en las fases 1­ 7 que simulan o imitan eficazmente in vitro lo que se observa en los estudios de desarrollo in vivo. Por ejemplo, las fases 3 y 4 del presente documento y de acuerdo con la Tabla 17, usan agentes que son capaces de retrasar, reprimir, suprimir y/o inhibir la diferenciación endocrina, o retrasar, reprimir, suprimir y/o inhibir marcadores indicativos de la diferenciación endocrina, incluyendo, pero sin limitación, NGN3 y NKX2.2. Durante las fases 5, 6 y/o 7, los cultivos celulares se tratan con agentes que son capaces de inducir, aumentar y/o potenciar la diferenciación endocrina, por ejemplo, mediante el uso de un inhibidor de la vía de Notch, tal como un inhibidor de la gamma secretasa. En fases cortas, las condiciones de cultivo celular de las fases 3 y 4 suprimen los fenotipos endocrinos, mientras que las condiciones de cultivo celular de las fases 5, 6 y/o 7 inducen progresivamente fenotipos endocrinos que incluyen, pero sin limitación, insulina (INS), glucagón (GCG), somatostatina (SST), polipéptido pancreático (PP), grelina (GHRL), miembro 8 de la familia 30 de vehículos de solutos (SLC30A8), Glucosa-6-fosfatasa 2 (G6PC2), prohormona convertasa 1 (PCSK1) y glucosa quinasa (GCK).In one embodiment, phase 4 cell cultures are further differentiated in phase 5 with at least Nogin, KGF, EGF and a signaling inhibitor or Notch pathway. Markers indicative of endocrine differentiation include, but are not limited to, NGN3, NKX2.2 and others. In a preferred embodiment, the agents are used in phases 1 7 that effectively simulate or mimic in vitro what is observed in in vivo development studies . For example, phases 3 and 4 of this document and in accordance with Table 17, use agents that are capable of delaying, repressing, suppressing and / or inhibiting endocrine differentiation, or delaying, repressing, suppressing and / or inhibiting indicative markers. of endocrine differentiation, including, but not limited to, NGN3 and NKX2.2. During phases 5, 6 and / or 7, cell cultures are treated with agents that are capable of inducing, increasing and / or enhancing endocrine differentiation, for example, by using a Notch pathway inhibitor, such as a gamma secretase inhibitor. In short phases, the cell culture conditions of phases 3 and 4 suppress endocrine phenotypes, while cell culture conditions of phases 5, 6 and / or 7 progressively induce endocrine phenotypes that include, but are not limited to, insulin ( INS), glucagon (GCG), somatostatin (SST), pancreatic polypeptide (PP), ghrelin (GHRL), member 8 of the 30 family of solute vehicles (SLC30A8), Glucose-6-phosphatase 2 (G6PC2), prohormone convertase 1 (PCSK1) and glucose kinase (GCK).

En una realización, las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 se diferencian a las células progenitoras/precursoras endocrinas y endocrinas al continuar la incubación de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 en presencia de un inhibidor de la señalización de Notch, por ejemplo, un inhibidor de gamma secretasa tal como R04929097, usado solo o en combinación con retinoides tales como el ácido retinoico. La presencia de un inhibidor de la señalización de Notch induce la expresión de NGN3 durante la fase 5. En otras realizaciones, el inhibidor de la gamma secretasa se proporciona al inicio del proceso de diferenciación, por ejemplo, en la fase pluripotente, y permanece en el cultivo celular a lo largo de la diferenciación a células que expresan hormonas del islote pancreático. En otras realizaciones más, el inhibidor de la gamma secretasa se añade después del inicio de la diferenciación, pero antes de la diferenciación a la fase de endodermo de tracto digestivo superior positivo en PDX1. En realizaciones preferidas, el inhibidor de la gamma secretasa se proporciona al cultivo celular o a la población celular aproximadamente al mismo tiempo que se proporcionan los factores de diferenciación que potencian la conversión del endodermo definitivo en endodermo positivo en PDX1. En otras realizaciones preferidas, el inhibidor de la gamma secretasa se proporciona al cultivo celular o a la población celular después de que una parte sustancial de las células del cultivo celular o de la población celular se haya diferenciado a células endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX1.In one embodiment, PDX1 positive pancreatic endodermal cells are differentiated from endocrine and endocrine progenitor / precursor cells by continuing incubation of PDX1 positive pancreatic endodermal cells in the presence of a Notch signaling inhibitor, for example, an inhibitor of Notch signaling. gamma secretase such as R04929097, used alone or in combination with retinoids such as retinoic acid. The presence of a Notch signaling inhibitor induces the expression of NGN3 during phase 5. In other embodiments, the gamma secretase inhibitor is provided at the beginning of the differentiation process, for example, in the pluripotent phase, and remains in the cell culture throughout the differentiation to cells that express hormones of the pancreatic islet. In yet other embodiments, the gamma secretase inhibitor is added after the onset of differentiation, but before differentiation to the endoderm phase of upper positive digestive tract in PDX1. In preferred embodiments, the gamma secretase inhibitor is provided to the cell culture or cell population at approximately the same time as the differentiation factors that enhance the conversion of the definitive endoderm into positive endoderm in PDX1 are provided. In other preferred embodiments, the gamma secretase inhibitor is provided to the cell culture or the cell population after a substantial part of the cells of the cell culture or cell population has differentiated to upper digestive tract endodermal cells positive in PDX1. .

En otra realización, Los cultivos celulares de la fase 5 se diferencian aún más en las fases 6 y 7. Durante estas fases, se usan agentes que son capaces de especificar adecuadamente células progenitoras/precursoras endocrinas o células progenitoras para diferenciarse in vivo a células endocrinas más avanzadas evolutivamente y/o maduras. Dichos agentes incluyen, pero sin limitación, un retinoide o ácido retinoico, BMP, Nicotinamida, IGF, proteínas Hedgehog y similares. En una realización preferida, el TTNPB (ácido 4-[(E)-2-(5,6,7,8-tetrahidro-5,5,8,8-tetrametil-2-naftalenil)-1-propenil]benzoico o Arotinoide) es un análogo de ácido retinoico selectivo y altamente potente con afinidad por los receptores de ácido retinoico (RAR) a, p y y, que son factores de transcripción nuclear. El TTNPB y otro ácido retinoico y análogos del ácido retinoico producen la transcripción activada por ligando de genes que poseen elementos sensibles al ácido retinoico. Por consiguiente, otros agentes o ligandos capaces de activar elementos sensibles al ácido retinoico o unirse a cualquiera de los RAR son potencialmente útiles para y adaptables a la presente invención para potenciar la diferenciación de las células endocrinas.In another embodiment, Phase 5 cell cultures differ further in phases 6 and 7. During these phases, Agents that are capable of properly specifying endocrine progenitor / precursor cells or progenitor cells are used to differentiate in vivo to more advanced evolutionary and / or mature endocrine cells. Such agents include, but are not limited to, a retinoid or retinoic acid, BMP, Nicotinamide, IGF, Hedgehog proteins and the like. In a preferred embodiment, TTNPB (4 - [(E) -2- (5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl) -1-propenyl] benzoic acid or Arotinoid) is a selective and highly potent retinoic acid analog with affinity for retinoic acid receptors (RAR) a, pyy, which are nuclear transcription factors. TTNPB and other retinoic acid and retinoic acid analogs produce ligand-activated transcription of genes that possess retinoic acid sensitive elements. Accordingly, other agents or ligands capable of activating retinoic acid sensitive elements or binding to any of the RARs are potentially useful for and adaptable to the present invention to enhance the differentiation of endocrine cells.

En otra realización, los cultivos celulares de la fase 5 o la fase 6 o la fase 7 pueden tratarse además con Matrigel solo o en combinación con un inhibidor de la rho-quinasa para mejorar la adhesión celular. Como alternativa, se puede añadir un inhibidor de la rho-quinasa en las fases 5, 6 o 7 a concentraciones suficientes para potenciar la supervivencia celular, la masa celular y el rendimiento. Como alternativa, los cultivos celulares pueden disociarse y volver a asociarse durante o entre las fases 6 y 7 para eliminar o agotar los tipos de células no deseados que incluyen, pero sin limitación, la subpoblación de progenitores pancreáticos multipotentes no endocrinos (CHGA-). Véase el ejemplo 14.In another embodiment, cell cultures of phase 5 or phase 6 or phase 7 can also be treated with Matrigel alone or in combination with a rho-kinase inhibitor to improve cell adhesion. Alternatively, a rho-kinase inhibitor can be added in phases 5, 6 or 7 at concentrations sufficient to enhance cell survival, cell mass and performance. Alternatively, cell cultures can be dissociated and re-associated during or between phases 6 and 7 to eliminate or deplete unwanted cell types that include, but are not limited to, the subpopulation of non-endocrine multipotent pancreatic progenitors (CHGA-). See example 14.

En otra realización más, cualquiera de las fases 1-7 puede prolongarse 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 días más o acortarse en 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 o más días. Por ejemplo, en una realización preferida y de acuerdo con la Tabla 17, la fase 6 ocurre durante aproximadamente 6 días y la fase 7 durante aproximadamente 9 días. Sin embargo, ambas fases pueden acortarse para adaptarse a la producción de un progenitor/precursor endocrino, por ejemplo, para alargar y prolongar a 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 o más días a fin de producir una célula endocrina con un desarrollo más avanzado.In yet another embodiment, any of phases 1-7 can be extended 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 more days or shortened by 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or more days For example, in a preferred embodiment and according to Table 17, phase 6 occurs for about 6 days and phase 7 for about 9 days. However, both phases can be shortened to accommodate the production of an endocrine parent / precursor, for example, to lengthen and prolong to 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 or more days in order to produce an endocrine cell with more advanced development.

En otra realización, se proporcionan métodos para producir una PEC más avanzada en el desarrollo, o célula progenitora/precursora endocrina pancreática o endocrina pancreática. En un aspecto de la invención, se proporciona una célula endocrina que expresa únicamente una hormona pancreática que es positiva tanto en PDX1 como en NKX6.1, por ejemplo, una célula beta inmadura que expresa conjuntamente INS, PDX1 y NKX6.1. En otro aspecto, una célula avanzada evolutivamente puede ser un cultivo de PEC que consista principalmente en células progenitoras pancreáticas no endocrinas que expresen al menos PDX y NKX6.1, pero que no consista o que consiste mínimamente en células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) que expresen al menos CHGA+, NGN3 y/o NKX2.2. Estos cultivos de PEC están avanzadas evolutivamente, porque se consideran más similares a las que se han observado in vivo en los estudios de desarrollo de la diferenciación pancreática. Véase Jorgensen et al. (2007), "An Illustrated Review of Early Pancreas Development in the Mouse", Endocrine Reviews 28(6):685-705, y Rukstalis y Habener (2009), "Neurogenin3: A master regulator of pancreatic islet differentiation and regeneration", Islets 1(3): 177-184. Otro ejemplo de una célula o un cultivo celular avanzado evolutivamente es aquel que se ha disociado y reagregado o reasociado de manera que el cultivo celular reagregado consiste en una población de células más homogénea. Esta población de células más homogénea, en un aspecto de la invención, no comprende tipos de células en fases anteriores, por ejemplo, las células progenitoras/precursoras endocrinas pancreáticas o endocrinas que comprenden principalmente células que expresan una sola hormona que son positivas tanto en PDX1 como en NKX6.1, pero que no comprenden células o subpoblaciones en las fases 3 y 4 o subpoblaciones de PEC o PEC, que incluyen, pero sin limitación, células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas (CHGA-), o células triple negativas/residuales (CHGA-/PDX1-/NKX6.1-) y similares, o células que expresan múltiples hormonas (es decir, células que expresan más de una hormona en cualquier tipo de célula).In another embodiment, methods are provided for producing a more advanced PEC in development, or pancreatic endocrine progenitor / precursor cell or pancreatic endocrine. In one aspect of the invention, an endocrine cell is provided that expresses only a pancreatic hormone that is positive in both PDX1 and NKX6.1, for example, an immature beta cell that jointly expresses INS, PDX1 and NKX6.1. In another aspect, an evolutionarily advanced cell may be a PEC culture that consists primarily of non-endocrine pancreatic progenitor cells that express at least PDX and NKX6.1, but that does not consist or that minimally consists of cells compromised with the endocrine lineage (CHGA + ) that express at least CHGA +, NGN3 and / or NKX2.2. These PEC cultures are evolutionarily advanced, because they are considered more similar to those observed in vivo in the development studies of pancreatic differentiation. See Jorgensen et al. (2007), "An Illustrated Review of Early Pancreas Development in the Mouse", Endocrine Reviews 28 (6): 685-705, and Rukstalis and Habener (2009), "Neurogenin3: A master regulator of pancreatic islet differentiation and regeneration", Islets 1 (3): 177-184. Another example of a cell or an evolutionarily advanced cell culture is one that has been dissociated and reagregated or re-associated so that the reacgregated cell culture consists of a more homogeneous population of cells. This population of more homogeneous cells, in one aspect of the invention, does not comprise cell types in earlier phases, for example, pancreatic or endocrine endocrine progenitor / precursor cells that mainly comprise cells expressing a single hormone that are both PDX1 positive as in NKX6.1, but which do not include cells or subpopulations in phases 3 and 4 or subpopulations of PEC or PEC, which include, but are not limited to, non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-), or triple negative / residual cells (CHGA- / PDX1- / NKX6.1-) and the like, or cells that express multiple hormones (i.e., cells that express more than one hormone in any type of cell).

En otra realización, los cultivos celulares proporcionados en el presente documento preferentemente se especifican adecuadamente, lo que tiene un significado específico y cierto en la técnica de la biología evolutiva. En el contexto de la biología evolutiva, es el mecanismo mediante el que las células obtienen destinos distintos o se especifican o se especifican correctamente. Dado que la diferenciación del cultivo celular in vitro carece de organización temporal y de señales típicas de los estudios evolutivos in vivo, el uso y la dependencia de marcadores celulares (marcadores de superficie o internos tales como factores de transcripción), en particular, los marcadores celulares distintivos o salientes indicativos de un tipo de célula específico, son esenciales. Por lo tanto, la referencia a células debidamente especificadas, cultivos celulares, subpoblaciones y poblaciones significa que esas células tienen destinos distintos, y que esos destinos son más seguros y están determinados en función de la expresión de su marcador, del perfil de los marcadores que expresan e, igualmente importante, de los marcadores que no expresan. La especificación adecuada de los cultivos celulares in vitro depende de los estudios evolutivos in vivo de células similares, por lo tanto, en una realización preferida, los estudios evolutivos in vivo son una guía para la diferenciación y caracterización in vitro de células adecuadamente especificadas.In another embodiment, the cell cultures provided herein are preferably properly specified, which has a specific and true meaning in the art of evolutionary biology. In the context of evolutionary biology, it is the mechanism by which cells obtain different destinations or are specified or specified correctly. Since differentiation of in vitro cell culture lacks temporal organization and typical signals from in vivo evolutionary studies , the use and dependence of cell markers (surface or internal markers such as transcription factors), in particular, markers Distinctive or outgoing cell indicative of a specific cell type, are essential. Therefore, the reference to duly specified cells, cell cultures, subpopulations and populations means that these cells have different destinations, and that those destinations are safer and are determined based on the expression of their marker, the profile of the markers that they express and, equally important, the markers they do not express. The proper specification of in vitro cell cultures depends on in vivo evolutionary studies of similar cells, therefore, in a preferred embodiment, in vivo evolutionary studies are a guide for in vitro differentiation and characterization of suitably specified cells.

En algunas realizaciones de la invención descritas en el presente documento, se proporciona exendina 4 al cultivo celular o a la población celular de diferenciación aproximadamente al mismo tiempo que el inhibidor de la gamma secretasa. En determinadas realizaciones, la exendina 4 se proporciona para estar presente en el cultivo celular o en la población celular a una concentración de al menos aproximadamente 0,1 ng/ml a 1.000 ng/ml.In some embodiments of the invention described herein, exendin 4 is provided to the cell culture or cell differentiation population at approximately the same time as the gamma secretase inhibitor. In certain embodiments, exendin 4 is provided to be present in the cell culture or in the cell population at a concentration of at least about 0.1 ng / ml to 1,000 ng / ml.

Se apreciará que la expresión de los marcadores NGN3, NKX2.2 y/o PAX4 se induce en un intervalo de diferentes niveles en las células progenitoras/precursoras endocrinas dependiendo de las condiciones de diferenciación. Como tales, en algunas realizaciones descritas en el presente documento, la expresión del marcador NGN3, NKX2.2 y/o PAX4 en células o en poblaciones de células progenitoras/precursoras endocrinas es de al menos aproximadamente 2 veces superior a al menos aproximadamente 10.000 veces superior a la expresión del marcador NGN3, NKX2.2 y/o PAX4 en células o poblaciones de células progenitoras/precursoras no endocrinas, por ejemplo, células madre pluripotentes, células endodérmicas definitivas, células endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX1, células inmaduras que expresan hormona del islote pancreático, células maduras que expresan hormonas del islote pancreático, células endodérmicas extraembrionarias, células mesodérmicas y/o células ectodérmicas. En otras realizaciones, la expresión del marcador NGN3, NKX2.2 y/o PAX4 en células o en poblaciones celulares progenitoras/precursoras endocrinas es de al menos aproximadamente 4 veces superior, de al menos aproximadamente 6 veces superior a 10.000 veces superior a la expresión del marcador NGN3, NKX2.2 y/o PAX4 en células o poblaciones de células progenitoras/precursoras no endocrinas, por ejemplo, células madre pluripotentes, células endodérmicas definitivas, células endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX1, células inmaduras que expresan hormona del islote pancreático, células maduras que expresan hormonas del islote pancreático, células endodérmicas extraembrionarias, células mesodérmicas y/o células ectodérmicas. En algunas realizaciones, la expresión del marcador NGN3, NKX2.2 y/o PAX4 en células o en poblaciones de células progenitoras/precursoras endocrinas es infinitamente superior a la expresión del marcador NGN3, NKX2.2 y/o PAX4 en células o poblaciones de células progenitoras/precursoras no endocrinas, por ejemplo, células pluripotentes como células iPS y células hES, células endodérmicas definitivas, células endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX1, células inmaduras que expresan hormona del islote pancreático, células maduras que expresan hormonas del islote pancreático, células endodérmicas extraembrionarias, células mesodérmicas y/o células ectodérmicas. It will be appreciated that the expression of the NGN3, NKX2.2 and / or PAX4 markers is induced in a range of different levels in endocrine progenitor / precursor cells depending on differentiation conditions. As such, in some embodiments described herein, the expression of the NGN3, NKX2.2 and / or PAX4 marker in cells or in endocrine progenitor / precursor cell populations is at least about 2 times greater than at least about 10,000 times. superior to the expression of the NGN3, NKX2.2 and / or PAX4 marker in non-endocrine progenitor / precursor cell cells or populations, for example, pluripotent stem cells, definitive endodermal cells, upper digestive tract endodermal cells positive in PDX1, immature cells expressing pancreatic islet hormone, mature cells expressing pancreatic islet hormones, extraembryonic endodermal cells, mesodermal cells and / or ectodermal cells. In other embodiments, the expression of the NGN3, NKX2.2 and / or PAX4 marker in cells or in endocrine progenitor / precursor cell populations is at least about 4 times higher, at least about 6 times higher than 10,000 times higher than the expression of the NGN3, NKX2.2 and / or PAX4 marker in non-endocrine progenitor / precursor cell cells or populations, for example, pluripotent stem cells, definitive endodermal cells, upper digestive tract endodermal cells positive in PDX1, immature cells expressing hormone of the Pancreatic islet, mature cells that express hormones from the pancreatic islet, extra-embryonic endodermal cells, mesodermal cells and / or ectodermal cells. In some embodiments, the expression of the NGN3, NKX2.2 and / or PAX4 marker in cells or in endocrine progenitor / precursor cell populations is infinitely superior to the expression of the NGN3, NKX2.2 and / or PAX4 marker in cells or populations of non-endocrine progenitor / precursor cells, for example, pluripotent cells such as iPS cells and hES cells, definitive endodermal cells, positive upper digestive tract endodermal cells in PDX1, immature cells expressing pancreatic islet hormone, mature cells expressing hormones of the pancreatic islet , extraembryonic endodermal cells, mesodermal cells and / or ectodermal cells.

Otras realizaciones de la presente invención se refieren a composiciones, tales como cultivos celulares o poblaciones celulares, que comprenden células humanas, incluyendo células progenitoras/precursoras endocrinas humanas, en las que la expresión del marcador NGN3 es superior a la expresión del marcador AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL y/o PAX6 en al menos aproximadamente el 2 % de las células humanas. En otras realizaciones, la expresión del marcador NGN3 es superior a la expresión del marcador AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL y/o PAX6 en al menos aproximadamente del 5 % a 98 % de las células humanas. En algunas realizaciones, el porcentaje de células humanas en los cultivos o las poblaciones de células, en los que la expresión de NGN3 es superior a la expresión del marcador AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL y/o Pa X6, se calcula sin tener en cuenta las células alimentadoras. Other embodiments of the present invention relate to compositions, such as cell cultures or cell populations, comprising human cells, including human endocrine progenitor / precursor cells, in which the expression of the NGN3 marker is superior to the expression of the AFP marker, SOX7. , SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL and / or PAX6 in at least about 2% of human cells. In other embodiments, the expression of the NGN3 marker is superior to the expression of the AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL and / or PAX6 marker by at least about 5% to 98% of human cells. In some embodiments, the percentage of human cells in cultures or cell populations, in which the expression of NGN3 is greater than the expression of the AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, marker, GCG, SST, GHRL and / or Pa X6, is calculated without taking into account the feeder cells.

Se apreciará que algunas realizaciones de la presente invención se refieren a composiciones, tales como cultivos celulares o poblaciones celulares, que comprenden células progenitoras/precursoras endocrinas humanas, en las que la expresión de NKX2.2 y/o PAX4 es superior a la expresión del marcador AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, Ma Fa , SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL y/o PAX6 en del al menos aproximadamente 2 % hasta más que al menos aproximadamente el 98 % de las células humanas. En algunas realizaciones, la expresión de NKX2.2 y/o PAX4 es superior a la expresión del marcador AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL y/o pAX6 en al menos del aproximadamente 5 % de las células humanas al 98 % de las células humanas. En algunas realizaciones, el porcentaje de células humanas en los cultivos o las poblaciones de células, en las que la expresión de NKX2.2 y/o PAX4 es superior a la expresión del marcador AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL y/o PAX6, se calcula sin tener en cuenta las células alimentadoras.It will be appreciated that some embodiments of the present invention relate to compositions, such as cell cultures or cell populations, comprising human endocrine progenitor / precursor cells, in which the expression of NKX2.2 and / or PAX4 is greater than the expression of AFP marker, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, Ma Fa, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL and / or PAX6 in at least about 2% to more than at least about 98% of human cells. In some embodiments, the expression of NKX2.2 and / or PAX4 is superior to the expression of the AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL and / or pAX6 marker at al less than about 5% of human cells to 98% of human cells. In some embodiments, the percentage of human cells in cultures or cell populations, in which the expression of NKX2.2 and / or PAX4 is greater than the expression of the AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA marker, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL and / or PAX6, is calculated without taking into account the feeder cells.

Usando los procesos descritos en el presente documento, se pueden producir composiciones que comprenden células progenitoras/precursoras endocrinas sustancialmente exentas de otros tipos de células. En algunas realizaciones de la presente invención, las poblaciones de células o los cultivos de células progenitoras/precursoras endocrinas producidas mediante los métodos descritos en el presente documento están sustancialmente exentas de células que expresan significativamente los marcadores AFP, SOX7, SOX1, ZIC1 y/o NFM. En algunas realizaciones, las poblaciones de células progenitoras/precursoras endocrinas de cultivos celulares producidos mediante los métodos descritos en el presente documento están sustancialmente exentas de células que expresan significativamente los marcadores AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL y/o PAX6.Using the processes described herein, compositions comprising endocrine progenitor / precursor cells substantially free of other cell types can be produced. In some embodiments of the present invention, cell populations or cultures of endocrine progenitor / precursor cells produced by the methods described herein are substantially free of cells that significantly express AFP, SOX7, SOX1, ZIC1 and / or markers. NFM In some embodiments, the endocrine progenitor / precursor cell populations of cell cultures produced by the methods described herein are substantially free of cells that significantly express the AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP, CHGA markers. INS, GCG, SST, GHRL and / or PAX6.

En otros procesos más para la producción de células inmaduras que expresan hormonas de islote pancreático desveladas en el presente documento, se proporciona HGF a las células de modo que esté presente en el cultivo celular o en la población celular a concentraciones suficientes para potenciar la diferenciación de al menos una parte de las células progenitoras/precursoras endocrinas a células inmaduras que expresan hormonas del islote pancreático. En algunas realizaciones, El HGF está presente en el cultivo celular o en la población celular a una concentración de al menos aproximadamente 1 ng/ml, de al menos aproximadamente 5 ng/ml a 1.000 ng/ml.In yet other processes for the production of immature cells expressing pancreatic islet hormones disclosed herein, HGF is provided to the cells so that it is present in the cell culture or in the cell population at concentrations sufficient to enhance the differentiation of at least part of the endocrine progenitor / precursor cells to immature cells that express hormones from the pancreatic islet. In some embodiments, HGF is present in the cell culture or in the cell population at a concentration of at least about 1 ng / ml, of at least about 5 ng / ml to 1,000 ng / ml.

En otros procesos más para la producción de células inmaduras de hormonas de islote pancreático descritas en el presente documento, se proporciona IGF1 a las células de modo que esté presente en el cultivo celular o en la población celular a concentraciones suficientes para potenciar la diferenciación de al menos una parte de las células progenitoras/precursoras endocrinas a células inmaduras que expresan hormonas de islote pancreático. En algunas realizaciones, IGF1 está presente en el cultivo celular o en la población celular a una concentración de al menos aproximadamente 1 ng/ml a 1.000 ng/ml. In yet other processes for the production of immature cells of pancreatic islet hormones described herein, IGF1 is provided to the cells so that it is present in the cell culture or in the cell population at concentrations sufficient to enhance the differentiation of less a part of the endocrine progenitor / precursor cells to immature cells expressing pancreatic islet hormones. In some embodiments, IGF1 is present in the cell culture or in the cell population at a concentration of at least about 1 ng / ml to 1,000 ng / ml.

En ciertas realizaciones de los procesos para producir células inmaduras que expresan hormonas de islote pancreático como se describe en el presente documento, se proporcionan uno o más de entre nicotinamida, exendina 4, HGF e IGF1 después de que uno o más factores de diferenciación proporcionados previamente hayan sido retirados de los cultivos celulares. En otras realizaciones, se proporcionan uno o más de nicotinamida, exendina 4, HGF e IGF1 a un cultivo celular o a una población celular que comprende uno o más factores de diferenciación que se proporcionaron o proporcionaron anteriormente casi al mismo tiempo que uno o más de nicotinamida, exendina 4, HGF e IGF1. En realizaciones preferidas, los factores de diferenciación que se proporcionaron anteriormente o que se proporcionaron aproximadamente al mismo tiempo que uno o más de nicotinamida, exendina 4, HGF e IGF1 incluyen, pero sin limitación, DAPT, FGF-10, KAAD-ciclopamina, Activina A, Activina B, BMP4 y/o RA.In certain embodiments of the processes for producing immature cells expressing pancreatic islet hormones as described herein, one or more of nicotinamide, exendin 4, HGF and IGF1 are provided after one or more differentiation factors previously provided. have been removed from cell cultures. In other embodiments, one or more nicotinamide, exendin 4, HGF and IGF1 are provided to a cell culture or to a cell population comprising one or more differentiation factors that were previously provided or provided at almost the same time as one or more of nicotinamide. , exendina 4, HGF and IGF1. In preferred embodiments, the differentiation factors that were provided above or that were provided at approximately the same time as one or more of nicotinamide, exendin 4, HGF and IGF1 include, but are not limited to, DAPT, FGF-10, KAAD-cyclopamine, Activin A, Activina B, BMP4 and / or RA.

Otras realizaciones de la presente invención se refieren a composiciones, tales como cultivos celulares o poblaciones celulares, que comprenden células humanas, incluyendo células humanas inmaduras que expresan hormonas del islote pancreático, en las que la expresión del marcador MAFB, SYP, CHGA, NKX2.2, ISL1, Pa X6, NEUROD, PDX1, HB9, GHRL, IAPP, INS GCG, SST, PP y/o péptido C es superior a la expresión del marcador NGN3, MAFA, MOX1, CER, POU5F1, AFP, SOX7, SOX1, ZIc 1 y/o Nf M en al menos aproximadamente el 2 % de las células humanas. En otras realizaciones, la expresión del marcador MAFB, SYP, CHGA, NKX2.2, ISL1, PAX6, NEUROD, PDX1, HB9, GHRL, IAPP INS GCG, SST, PP y/o péptido C es superior a la expresión del marcador NGN3, MAFA, MOX1, CER, POU5F1, AFP, SOX7, SOX1, ZIC1 y/o NFM en al menos aproximadamente el 5% de las células humanas, en al menos del aproximadamente 10 % de las células humanas al 95 % de las células humanas o en al menos aproximadamente el 98 % de las células humanas.Other embodiments of the present invention relate to compositions, such as cell cultures or cell populations, comprising human cells, including immature human cells expressing hormones of the pancreatic islet, in which the expression of the MAFB, SYP, CHGA, NKX2 marker. 2, ISL1, Pa X6, NEUROD, PDX1, HB9, GHRL, IAPP, INS GCG, SST, PP and / or C-peptide is superior to the expression of the NGN3, MAFA, MOX1, CER, POU5F1, AFP, SOX7, SOX1 marker , ZIc 1 and / or Nf M in at least about 2% of human cells. In other embodiments, the expression of the MAFB, SYP, CHGA, NKX2.2, ISL1, PAX6, NEUROD, PDX1, HB9, GHRL, IAPP INS GCG, SST, PP and / or C-peptide marker is superior to the expression of the NGN3 marker , MAFA, MOX1, CER, POU5F1, AFP, SOX7, SOX1, ZIC1 and / or NFM in at least about 5% of human cells, in at least about 10% of human cells to 95% of human cells or in at least about 98% of human cells.

En determinadas realizaciones de la presente invención, los cultivos celulares y/o las poblaciones celulares que comprenden células inmaduras que expresan hormonas de islote pancreático también incluyen un medio que comprende una o más hormonas secretadas seleccionadas de grelina, insulina, somatostatina y/o glucagón. En otras realizaciones, el medio comprende péptido C. En una realización preferida, la concentración de una o más hormonas o péptido C secretados en el medio varía de al menos aproximadamente 1 pmol de ghrelina, insulina, somatostatina, glucagón o péptido C/pg de ADN celular a al menos aproximadamente 1.000 picomoles (pmol) de grelina, insulina, somatostatina, glucagón o péptido C/pg de ADN celular.In certain embodiments of the present invention, cell cultures and / or cell populations comprising immature cells expressing pancreatic islet hormones also include a medium comprising one or more secreted hormones selected from ghrelin, insulin, somatostatin and / or glucagon. In other embodiments, the medium comprises C-peptide. In a preferred embodiment, the concentration of one or more hormones or C-peptide secreted in the medium ranges from at least about 1 pmol of ghrelin, insulin, somatostatin, glucagon or C / pg peptide of Cellular DNA at at least about 1,000 picomoles (pmol) of ghrelin, insulin, somatostatin, glucagon or C / pg peptide of cellular DNA.

Método de producción de insulina in vivo In vivo insulin production method

En algunas realizaciones, se trasplantan progenitoras pancreáticas derivadas in vitro o células de tipo endodérmico pancreático positivas en PDX-1 o equivalentes de las mismas descritas anteriormente en un sujeto mamífero. Estos métodos se describen en detalle en la solicitud internacional PCT/US2007/015536, titulada "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES", y Kroon et al. (2008) supra. En una realización preferida, el sujeto mamífero es un sujeto humano. Los sujetos particularmente preferidos son aquellos que se han identificado por tener una afección que limita la capacidad del sujeto para producir niveles suficientes de insulina en respuesta a concentraciones fisiológicamente altas de glucosa en sangre. Los expertos en la materia pueden determinar fácilmente un intervalo de niveles de glucosa en sangre que constituya un nivel fisiológicamente alto de glucosa en sangre para cualquier especie de mamífero en particular. Cualquier nivel persistente de glucosa en sangre que produzca una enfermedad o afección reconocida se considera un nivel fisiológicamente alto de glucosa en sangre.In some embodiments, in vitro derived pancreatic progenitors or pancreatic endodermal type cells PDX-1 or equivalent thereof described above are transplanted into a mammalian subject. These methods are described in detail in the international application PCT / US2007 / 015536, entitled "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES", and Kroon et al. (2008) supra. In a preferred embodiment, the mammalian subject is a human subject. Particularly preferred subjects are those who have been identified as having a condition that limits the subject's ability to produce sufficient levels of insulin in response to physiologically high concentrations of blood glucose. Those skilled in the art can easily determine a range of blood glucose levels that constitutes a physiologically high level of blood glucose for any particular mammalian species. Any persistent level of blood glucose that produces a recognized disease or condition is considered a physiologically high level of blood glucose.

Realizaciones adicionales de la presente invención se refieren a una célula secretora de insulina in vivo que se deriva de una célula madre pluripotente in vitro o de su progenie, por ejemplo, células multipotentes, tales como células endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX-1, célula progenitora pancreática o endodérmica pancreática positiva en PDX-1, una célula progenitora/precursora endocrina, tal como una célula progenitora/precursora endocrina positiva en NGN3 o una célula secretora de hormona diferenciada funcional, tal como una insulina, glucagón, somatostatina, grelina o célula secretora de polipéptido pancreático. Cualquiera de las células multipotentes o diferenciadas terminalmente descritas anteriormente se pueden trasplantar al hospedador o mamífero, y madurar en células secretoras de hormonas fisiológicamente funcionales, tales como células secretoras de insulina, en respuesta a los niveles de glucosa en sangre del hospedador. En realizaciones preferidas, la célula no forma un teratoma in vivo, y si lo forma así, permanece localizado en el área del trasplante y se puede extirpar o retirar fácilmente. En realizaciones especialmente preferidas, la célula no contiene ninguna anomalía cariotípica durante el proceso de diferenciación in vitro, o cuando se trasplanta al mamífero in vivo, o al madurar y desarrollarse en islotes funcionales in vivo. Additional embodiments of the present invention relate to an in vivo insulin secretory cell that is derived from an in vitro pluripotent stem cell or its progeny, for example, multipotent cells, such as upper digestive tract endodermal cells positive in PDX-1 , pancreatic or pancreatic endodermal progenitor cell in PDX-1, an endocrine progenitor / precursor cell, such as a positive endocrine progenitor / precursor cell in NGN3 or a functional differentiated hormone secreting cell, such as an insulin, glucagon, somatostatin, ghrelin or pancreatic polypeptide secretory cell. Any of the multipotent or terminal differentiated cells described above can be transplanted to the host or mammal, and mature into physiologically functional hormone secreting cells, such as insulin secreting cells, in response to host blood glucose levels. In preferred embodiments, the cell does not form a teratoma in vivo, and if so formed, it remains located in the area of the transplant and can be easily removed or removed. In especially preferred embodiments, the cell does not contain any karyotypic abnormalities during the in vitro differentiation process , or when the mammal is transplanted in vivo, or when mature and developed on functional islets in vivo.

Además, aunque las realizaciones descritas en el presente documento se refieren a una célula pluripotente genéticamente modificada o modificada por ingeniería genética, célula multipotente o diferenciada derivada de la célula pluripotente, tal como una célula iPS humana, basándose en la descripción proporcionada en el presente documento, se anticipa que, debido a que las células iPS muestran una fisiología similar y perfiles de expresión de marcadores de genes en comparación con las células hES y las células derivadas de hES, tendrán características fisiológicas similares in vivo. In addition, although the embodiments described herein refer to a genetically modified or genetically engineered pluripotent cell, multipotent or differentiated cell derived from the pluripotent cell, such as a human iPS cell, based on the description provided herein , it is anticipated that, since iPS cells show similar physiology and gene marker expression profiles compared to hES cells and hES derived cells, they will have similar physiological characteristics in vivo.

Método de encapsulación de progenitores pancreáticosPancreatic progenitor encapsulation method

En algunas realizaciones, la composición celular pluripotente, multipotente y diferenciada descrita en el presente documento puede ser encapsulada en un dispositivo mecánico biológico y/o no biológico, en el que el dispositivo encapsulado separa y/o aísla las composiciones celulares del hospedador.In some embodiments, the pluripotent, multipotent and differentiated cell composition described herein. The document can be encapsulated in a biological and / or non-biological mechanical device, in which the encapsulated device separates and / or isolates the cellular compositions from the host.

Los métodos de encapsulación se describen en detalle en la solicitud de EE.UU. 61/114.857, presentada el viernes 14 de noviembre de 2008, titulada "ENCAPSULATION OF PANCREATIC PROGENITORS DERIVED FROM HES CELLS", y la solicitud de EE.UU. n. 61/121.086, presentada el 12 de diciembre de 2008, titulada "ENCAPSULATION OF PANCREATIC ENDODERM CELLS".The encapsulation methods are described in detail in the US application. 61 / 114,857, filed on Friday, November 14, 2008, entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC PROGENITORS DERIVED FROM HES CELLS", and the US application. n. 61 / 121.086, filed on December 12, 2008, entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC ENDODERM CELLS".

En una realización, el dispositivo de encapsulación contiene las células derivadas pluripotentes, por ejemplo, célula endodérmica de tracto digestivo superior positiva en PDX-1, célula progenitora o endodérmica pancreática positiva en PDX-1, una célula endocrina o progenitora/precursora endocrina, tal como una célula progenitora/precursora endocrina positiva en NGN3 o una célula secretora de hormona diferenciada funcional, tal como una insulina, glucagón, somatostatina, grelina o célula secretora de polipéptido pancreático, en una membrana semipermeable que impide el paso de la población de células trasplantadas, reteniéndolas en el dispositivo, mientras que, al mismo tiempo, permite el paso de ciertos polipéptidos secretados, por ejemplo, insulina, glucagón, somatostatina, ghrelina, polipéptido pancreático y similares. Como alternativa, el dispositivo tiene una pluralidad de membranas, incluyendo una membrana vascularizante.In one embodiment, the encapsulation device contains the pluripotent derived cells, for example, positive upper digestive tract endodermal cell in PDX-1, positive pancreatic progenitor or endodermal cell in PDX-1, an endocrine or endocrine progenitor / precursor cell, such as a positive endocrine progenitor / precursor cell in NGN3 or a functional differentiated hormone secreting cell, such as an insulin, glucagon, somatostatin, ghrelin or pancreatic polypeptide secreting cell, in a semipermeable membrane that prevents the passage of the population of transplanted cells , retaining them in the device, while at the same time allowing the passage of certain secreted polypeptides, for example, insulin, glucagon, somatostatin, ghrelin, pancreatic polypeptide and the like. Alternatively, the device has a plurality of membranes, including a vascularizing membrane.

Uso de agentes para potenciar y promover el crecimiento, la supervivencia, la proliferación y la adhesión célula-célula de células madre pluripotentes humanas, por ejemplo, células hES y células iPSUse of agents to enhance and promote growth, survival, proliferation and cell-cell adhesion of human pluripotent stem cells, for example, hES cells and iPS cells

La regulación celular puede verse afectada a través de la transducción de señales extracelulares a través de la membrana que, a su vez, modula las vías bioquímicas dentro de la célula. La fosforilación de proteínas representa un curso mediante el que las señales intracelulares se propagan de una molécula a otra, lo que finalmente produce una respuesta celular. Estas cascadas de transducción de señales están altamente reguladas y, a menudo, se solapan, como lo demuestra la existencia de muchas proteínas quinasas y fosfatasas. Se ha informado que, en los seres humanos, se sabe que las proteínas tirosina quinasas tienen un papel importante en el desarrollo de muchos estados patológicos, incluyendo la diabetes, el cáncer, y también se han relacionado con una amplia variedad de síndromes congénitos. Las serina/treonina quinasas, por ejemplo, las Rho quinasas, son una clase de enzimas, que, si son inhibidas, pueden tener relevancia para el tratamiento de enfermedades humanas, incluyendo diabetes, cáncer, y varios trastornos cardiovasculares inflamatorios y SIDA. La mayoría de los inhibidores identificados hasta la fecha actúan en el sitio de unión a ATP. Dichos inhibidores competitivos con el ATP han demostrado selectividad en virtud de su capacidad para dirigirse a las áreas más pobremente conservadas del sitio de unión a ATP.Cellular regulation can be affected through the transduction of extracellular signals through the membrane, which, in turn, modulates the biochemical pathways within the cell. Protein phosphorylation represents a course whereby intracellular signals propagate from one molecule to another, which ultimately produces a cellular response. These signal transduction cascades are highly regulated and often overlap, as evidenced by the existence of many protein kinases and phosphatases. It has been reported that, in humans, tyrosine kinase proteins are known to have an important role in the development of many disease states, including diabetes, cancer, and have also been linked to a wide variety of congenital syndromes. Serine / threonine kinases, for example, Rho kinases, are a class of enzymes, which, if inhibited, may be relevant for the treatment of human diseases, including diabetes, cancer, and various inflammatory cardiovascular disorders and AIDS. Most inhibitors identified to date act at the ATP binding site. Such inhibitors competitive with ATP have demonstrated selectivity by virtue of their ability to target the most poorly conserved areas of the ATP binding site.

La familia de Rho quinasas de pequeñas proteínas de unión a GTP contiene al menos 10 miembros, incluyendo Rho A-E y G, Rac 1 y 2, Cdc42 y TC10. Los inhibidores se suelen denominar inhibidores de ROK o ROCK, o inhibidores de Rho-quinasa, y se usan indistintamente en el presente documento. Los dominios efectores de RhoA, RhoB y RhoC tienen la misma secuencia de aminoácidos y parecen tener dianas intracelulares similares. La Rho quinasa funciona como un mediador de cadena abajo primario de Rho y existe como dos isoformas: a (ROCK2) y p (ROCK1). Las proteínas de la familia Rho quinasa tienen un dominio catalítico (quinasa) en su dominio N-terminal, un dominio superenrollado en su parte media y un dominio homólogo a la pleckstrina (PH) putativo en su región C-terminal. El dominio de unión a Rho de ROCK se ubica en la porción C-terminal del dominio superenrollado, y la unión de la forma unida a GTP de Rho produce un aumento de la actividad de la quinasa. La vía mediada por Rho/Rho-quinasa desempeña un papel importante en la transducción de señales iniciada por muchos agonistas, incluyendo angiotensina II, serotonina, trombina, endotelina-1, norepinefrina, factor de crecimiento derivado de plaquetas, ATP/ADP y nucleótidos extracelulares, y urotensina II. A través de la modulación de sus efectores/sustratos diana, la Rho quinasa desempeña un papel importante en diversas funciones celulares, incluyendo la contracción del músculo liso, la organización del citoesqueleto de actina, la adhesión celular, y motilidad y expresión génica. En virtud del papel que desempeñan las proteínas Rho quinasas en la mediación de una serie de funciones celulares que se consideran asociadas a la patogénesis de la arteriosclerosis, los inhibidores de estas quinasas también pueden ser útiles para el tratamiento o la prevención de diversas enfermedades cardiovasculares arterioscleróticas y que participan en la contracción endotelial.The Rho kinase family of small GTP-binding proteins contains at least 10 members, including Rho A-E and G, Rac 1 and 2, Cdc42 and TC10. Inhibitors are often referred to as ROK or ROCK inhibitors, or Rho-kinase inhibitors, and are used interchangeably herein. The effector domains of RhoA, RhoB and RhoC have the same amino acid sequence and appear to have similar intracellular targets. Rho kinase functions as a Rho primary chain downstream mediator and exists as two isoforms: a (ROCK2) and p (ROCK1). Rho kinase family proteins have a catalytic domain (kinase) in their N-terminal domain, a supercoiled domain in their middle and a putative pleckstrin (PH) homologous domain in their C-terminal region. The Rho-binding domain of ROCK is located in the C-terminal portion of the supercoiled domain, and the binding of Rho's GTP-bound form causes an increase in kinase activity. The Rho / Rho-kinase-mediated pathway plays an important role in signal transduction initiated by many agonists, including angiotensin II, serotonin, thrombin, endothelin-1, norepinephrine, platelet-derived growth factor, ATP / ADP and extracellular nucleotides , and urotensin II. Through the modulation of its target effectors / substrates, Rho kinase plays an important role in various cellular functions, including smooth muscle contraction, the organization of the actin cytoskeleton, cell adhesion, and gene motility and expression. Due to the role that Rho kinase proteins play in mediating a series of cellular functions that are considered to be associated with the pathogenesis of arteriosclerosis, these kinase inhibitors may also be useful for the treatment or prevention of various arteriosclerotic cardiovascular diseases. and that participate in endothelial contraction.

En algunas realizaciones, los agentes que potencian y/o apoyan el crecimiento celular, la supervivencia, la proliferación y la adhesión célula-célula se añaden a diversas condiciones de medios de cultivo celular, incluyendo, pero sin limitación, inhibidores de la Rho-quinasa Y-27632, Fasudilo (también conocido como HA1077), H-1152P e ITS (insulina/transferrina/selenio; Gibco), Wf-536, Y-30141 (descrito en la patente de EE.UU. n.° 5.478.838) y sus derivados, y ácido nucleico no codificante para ROCK, ácido nucleico que induce la interferencia del ARN (por ejemplo, ARNip), péptidos competitivos, péptidos antagonistas, anticuerpos inhibidores, fragmentos ScFV de anticuerpo, variantes negativas dominantes y vectores de expresión de las mismas. Además, ya que hay otros compuestos de bajo peso molecular que son conocidos como inhibidores de ROCK, dichos compuestos o derivados de los mismos también se pueden usar en la presente invención (por ejemplo, véanse las solicitudes de patente de EE.UU. n.° 20050209261, 20050192304, 20040014755, 20040002508, 20040002507, 20030125344 y 20030087919, y las publicaciones de patente internacional n.° 2003/062227, 2003./059913, 2003/062225, 2002/076976 y 2004/039796). In some embodiments, agents that enhance and / or support cell growth, survival, proliferation and cell-cell adhesion are added to various conditions of cell culture media, including, but not limited to, Rho-kinase inhibitors. Y-27632, Fasudil (also known as HA1077), H-1152P and ITS (insulin / transferrin / selenium; Gibco), Wf-536, Y-30141 (described in US Patent No. 5,478,838 ) and its derivatives, and non-ROCK-encoding nucleic acid, nucleic acid that induces RNA interference (eg, siRNA), competitive peptides, antagonistic peptides, inhibitory antibodies, ScFV antibody fragments, dominant negative variants and expression vectors of the same. In addition, since there are other low molecular weight compounds that are known as ROCK inhibitors, said compounds or derivatives thereof can also be used in the present invention (for example, see US patent applications n. 20050209261, 20050192304, 20040014755, 20040002508, 20040002507, 20030125344 and 20030087919, and international patent publications No. 2003/062227, 2003./059913, 2003/062225, 2002/076976 and 2004/039796).

En la presente invención, también se puede usar una combinación de uno o dos o más de los inhibidores de ROCK. In the present invention, a combination of one or two or more of the ROCK inhibitors can also be used.

Estos agentes funcionan, en parte, potenciando la reasociación de cultivos de células hES disociadas, de iPS o de células diferenciadas, por ejemplo, endodérmicas definitivas, endodérmicas del tracto digestivo superior, endodérmicas pancreáticas, de epitelio pancreático, poblaciones progenitoras pancreáticas, poblaciones progenitoras endocrinas y similares. Asimismo, los agentes pueden funcionar cuando no se realiza la disociación celular. El aumento del crecimiento, de la supervivencia, de la proliferación y de la adhesión célula-célula de las células madre pluripotentes humanas se lograron independientemente de si las células se produjeron a partir de agregados celulares en suspensión o de cultivos de placas adherentes (con o sin componentes de la matriz extracelular, con o sin suero, con o sin alimentadores de fibroblastos, con o sin FGF, con o sin Activina). El aumento de la supervivencia de estas poblaciones celulares facilita y mejora los sistemas de purificación usando un clasificador de células y, por lo tanto, permite una mejor recuperación de las células. El uso de inhibidores de la Rho quinasa tales como Y27632 puede permitir la expansión de tipos de células diferenciadas al potenciar su supervivencia durante el pase en serie de células individuales disociadas o de preservación criogénica. Aunque los inhibidores de la Rho quinasa tales como Y27632 se han probado en células madre pluripotentes humanas (por ejemplo, células hES e iPS) y células diferenciadas de las mismas, los inhibidores de la Rho quinasa se pueden aplicar a otros tipos de células, por ejemplo, en general, células epiteliales que incluyen, pero no se limitan a intestinales, pulmonares, de timo, de riñón y los tipos de células neuronales tales como el epitelio retiniano pigmentado.These agents function, in part, by enhancing the re-association of cultures of dissociated hES cells, of iPS or of differentiated cells, for example, definitive endodermal, upper digestive tract, pancreatic endodermal, pancreatic epithelium, pancreatic progenitor populations, endocrine progenitor populations and the like Also, agents can function when cell dissociation is not performed. Increased growth, survival, proliferation and cell-cell adhesion of human pluripotent stem cells were achieved regardless of whether the cells were produced from suspended cell aggregates or adherent plate cultures (with or no extracellular matrix components, with or without serum, with or without fibroblast feeders, with or without FGF, with or without Activin). Increasing the survival of these cell populations facilitates and improves the purification systems using a cell sorter and, therefore, allows better cell recovery. The use of Rho kinase inhibitors such as Y27632 may allow the expansion of differentiated cell types by enhancing their survival during serial pass-through of dissociated or cryogenic preservation cells. Although Rho kinase inhibitors such as Y27632 have been tested in human pluripotent stem cells (for example, hES and iPS cells) and differentiated cells thereof, Rho kinase inhibitors can be applied to other cell types, by For example, in general, epithelial cells that include, but are not limited to intestinal, pulmonary, thymus, kidney and neuronal cell types such as pigmented retinal epithelium.

La concentración del inhibidor de ROCK en el medio de cultivo celular no se limita a lo que se describe en los siguientes ejemplos, siempre que la concentración pueda lograr los efectos deseados, tales como la potenciación, el aumento y/o el fomento del crecimiento, de la supervivencia, de la proliferación y de la adhesión de célula-célula de las células. Un experto en la materia reconocerá que puede ser necesaria la optimización de diversos inhibidores de ROCK en diversas condiciones. Por ejemplo, cuando se emplea Y-27632, una concentración preferible puede variar entre aproximadamente 0,01 y aproximadamente 1.000 pM, más preferentemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 100 pM, e incluso más preferentemente de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 50 pM, y lo más preferentemente de aproximadamente 5 a 20 pM. Cuando se usa Fasudilo/HA1077, se puede usar a aproximadamente dos o tres veces la concentración de Y-27632 mencionada anteriormente. Cuando se usa H-1152, se puede usar en aproximadamente una fracción, por ejemplo, Aproximadamente 1/10, 1/20, 1/30, 1/40, 1/50 o 1/60 de la cantidad de la concentración anteriormente mencionada de Y-27632. La concentración de inhibidor de ROCK usada dependerá, en parte, de la bioactividad y la potencia del inhibidor, y de las condiciones en que se use.The concentration of the ROCK inhibitor in the cell culture medium is not limited to what is described in the following examples, provided that the concentration can achieve the desired effects, such as enhancement, increase and / or growth promotion, of survival, proliferation and cell-cell adhesion of cells. One skilled in the art will recognize that optimization of various ROCK inhibitors may be necessary under various conditions. For example, when Y-27632 is used, a preferable concentration may vary between about 0.01 and about 1,000 pM, more preferably from about 0.1 to about 100 pM, and even more preferably from about 1.0 to about 50 pM , and most preferably from about 5 to 20 pM. When Fasudil / HA1077 is used, it can be used at about two or three times the concentration of Y-27632 mentioned above. When H-1152 is used, it can be used in about a fraction, for example, Approximately 1/10, 1/20, 1/30, 1/40, 1/50 or 1/60 of the amount of the aforementioned concentration of Y-27632. The concentration of ROCK inhibitor used will depend, in part, on the bioactivity and potency of the inhibitor, and on the conditions in which it is used.

El tiempo y el período de tratamiento con el inhibidor de ROCK pueden o no estar limitados dependiendo de los efectos deseados, tales como la potenciación, el aumento y/o el fomento del crecimiento, la supervivencia, la proliferación (masa celular) y la adhesión célula-célula. Sin embargo, la adición de un inhibidor de ROCK también puede afectar a la diferenciación de maneras sorprendentes, como se describe mejor en el Ejemplo 7. Los siguientes ejemplos describen cultivos de células madre pluripotentes humanos y/o cultivos de células diferenciadas tratados durante aproximadamente 12 horas, 24 horas, 48 horas o más.The time and period of treatment with the ROCK inhibitor may or may not be limited depending on the desired effects, such as enhancement, enhancement and / or promotion of growth, survival, proliferation (cell mass) and adhesion. cell-cell However, the addition of a ROCK inhibitor can also affect differentiation in surprising ways, as best described in Example 7. The following examples describe cultures of human pluripotent stem cells and / or cultures of differentiated cells treated for approximately 12 hours, 24 hours, 48 hours or more.

La densidad de los cultivos de células madre pluripotentes humanos tratados con el inhibidor de ROCK tampoco está limitada en la medida en que sea una densidad en la que se logren los efectos deseados, tales como la potenciación, el aumento y/o el fomento del crecimiento, de la supervivencia, de la proliferación y de la adhesión de célula-célula de las células. La densidad celular de las células sembradas puede ajustarse dependiendo de varios factores, incluyendo, pero sin limitación, el uso de cultivos adherentes o en suspensión, la receta específica del medio de cultivo celular usado, las condiciones de crecimiento y el uso contemplado de las células cultivadas. Los ejemplos de densidades de cultivos celulares incluyen, pero sin limitación, 0,01 x 105 células/ml, 0,05 x 105 células/ml, 0,1 x 105 células/ml, 0,5 x 105 células/ml, 1,0 x 105 células/ml, 1,2 x 105 células/ml, 1,4 x 105 células/ml, 1,6 x 105 células/ml, 1,8 x 105 células/ml, 2,0 x 105 células/ml, 3,0 x 105 células/ml, 4,0 x 105 células/ml, 5,0 x 105 células/ml, 6,0 x 105 células/ml, 7,0 x 105 células/ml, 8,0 x 105 células/ml, 9,0 x 105 células o 10,0 x 105 células/ml o más, por ejemplo, hasta 5 x 107 células/ml o más, o cualquier valor intermedio, se han cultivado con buen crecimiento, supervivencia, proliferación y adhesión célula-célula de las células.The density of human pluripotent stem cell cultures treated with the ROCK inhibitor is also not limited to the extent that it is a density at which desired effects are achieved, such as enhancement, enhancement and / or growth promotion. , survival, proliferation and cell-cell adhesion of cells. The cell density of the seeded cells can be adjusted depending on several factors, including, but not limited to, the use of adherent or suspended cultures, the specific recipe of the cell culture medium used, the growth conditions and the contemplated use of the cells. cultivated Examples of cell culture densities include, but are not limited to, 0.01 x 105 cells / ml, 0.05 x 105 cells / ml, 0.1 x 105 cells / ml, 0.5 x 105 cells / ml, 1 , 0 x 105 cells / ml, 1.2 x 105 cells / ml, 1.4 x 105 cells / ml, 1.6 x 105 cells / ml, 1.8 x 105 cells / ml, 2.0 x 105 cells / ml, 3.0 x 105 cells / ml, 4.0 x 105 cells / ml, 5.0 x 105 cells / ml, 6.0 x 105 cells / ml, 7.0 x 105 cells / ml, 8, 0 x 105 cells / ml, 9.0 x 105 cells or 10.0 x 105 cells / ml or more, for example, up to 5 x 107 cells / ml or more, or any intermediate value, have been grown with good growth, cell-cell survival, proliferation and adhesion of cells.

Uso de agentes que activan los miembros de la familia de receptores de TGFBUse of agents that activate members of the TGFB receptor family

En otra realización más, los agentes que activan el miembro de la familia de receptores de TGFp incluyen miembros de la superfamilia de factores de crecimiento TGFp, se describen en el presente documento. Como se usa en el presente documento, "miembro de la superfamilia de TGFp" o equivalentes de los mismos se refiere a más de 30 proteínas relacionadas estructuralmente, incluyendo las subfamilias que incluyen TGFp1, TGFp2, TF-p3, GDF-15, GDF-9, BMP-15, BMP-16, BMP-3, GDF-10, BMP-9, BMP-10, GDF-6, GDF-5, GDF-7, BMP-5, BMP-6, BMP-7, BMP-8, BMP-2, BMP-4, GDF-3, GDF-1, GDF 11, GDF8, Activinas pC, pE, pA y pB, BMP-14, GDF-14, MIS, Inhibina alfa, Lefty1, Lefty2, GDNF, Neurteurina, Persefina y Artemina. Véase Chang et al. (2002) Endocnne Rev. 23(6):787-823. In yet another embodiment, agents that activate the member of the TGFp receptor family include members of the TGFp growth factor superfamily, are described herein. As used herein, "TGFp superfamily member" or equivalent thereof refers to more than 30 structurally related proteins, including subfamilies that include TGFp1, TGFp2, TF-p3, GDF-15, GDF- 9, BMP-15, BMP-16, BMP-3, GDF-10, BMP-9, BMP-10, GDF-6, GDF-5, GDF-7, BMP-5, BMP-6, BMP-7, BMP-8, BMP-2, BMP-4, GDF-3, GDF-1, GDF 11, GDF8, Activinas pC, pE, pA and pB, BMP-14, GDF-14, MIS, Alpha inhibit, Lefty1, Lefty2 , GDNF, Neurteurin, Persefin and Artemina. See Chang et al. (2002) Endocnne Rev. 23 (6): 787-823.

Un miembro de la familia de TGFp puede ser reemplazado por, o usado en combinación con, un activador de la vía de señalización de TGFp, que es un compuesto que estimula uno o más de los polipéptidos o interacciones que participan en la transducción o la realización de otros cambios en las propiedades de una célula en respuesta a un miembro de la familia de TGFp. Una vía de señalización de TGFp incluye a los propios miembros de la familia de TGFp. Los miembros de la superfamilia de TGFp transmiten señales al núcleo mediante la señalización a través de receptores de serina-treonina quinasa de tipo II e I y efectores intracelulares conocidos como Smads. Estos receptores se dividen en dos subfamilias conocidas como receptores de tipo I y tipo II que actúan cooperativamente para unirse al ligando y transducir la señal (Attisano et al., Mol Cell Biol 16 (3), 1066-1073 (1996)). Los ligandos se unen a los receptores de tipo I y II en la superficie celular, potenciando la activación del receptor de tipo I a través de la fosforilación. Este complejo activado, a su vez, activa Smads intracelular, que ensamblan complejos de múltiples subunidades que regulan la transcripción. Los miembros de la superfamilia de TGFbeta se dividen en dos subgrupos de señalización: aquellos relacionados funcionalmente con TGFp/Activina y aquellos relacionados con la subfamilia de BMP/GDF. Se piensa que la mayoría de los ligandos de TGFp se unen primero a un receptor de tipo II, y este complejo de ligando/receptor de tipo II luego recluta o fosforila un receptor de tipo I (Mathews, L S, Endocr Rev 15:310-325 (1994); Massague, Nature Rev: Mol Cell Biol. 1, 169-178 (2000)). La quinasa receptora de tipo II mediante la fosforilación y activación de la quinasa receptora de tipo I, que luego fosforila y activa las proteínas Smad. Los ligandos de TGFp/Activina se unen a los receptores de TGFp y de Activina de tipo II y pueden activar Smad-2 y-3. Nodal y Lefty señalizan a través de esta vía de tipo Activina. Los ligandos de BMP/GDF se unen a los receptores de BMP de tipo II y pueden activar a Smads 1,5 y 8. Véase Derynck, R et al. Cell 95, 737-740 (1998)). Tras la estimulación del ligando, las proteínas Smads se mueven hacia el núcleo y funcionan como componentes de complejos de transcripción. A member of the TGFp family can be replaced by, or used in combination with, a TGFp signaling pathway activator, which is a compound that stimulates one or more of the polypeptides or interactions that participate in transduction or performance. of other changes in the properties of a cell in response to a member of the TGFp family. A TGFp signaling pathway includes the members of the TGFp family themselves. Members of the TGFp superfamily transmit signals to the nucleus by signaling through serine-threonine kinase type II and I receptors and intracellular effectors known as Smads. These receivers they are divided into two subfamilies known as type I and type II receptors that act cooperatively to bind the ligand and transduce the signal (Attisano et al., Mol Cell Biol 16 (3), 1066-1073 (1996)). The ligands bind to type I and II receptors on the cell surface, enhancing the activation of type I receptor through phosphorylation. This activated complex, in turn, activates intracellular Smads, which assemble complexes of multiple subunits that regulate transcription. Members of the TGFbeta superfamily are divided into two signaling subgroups: those functionally related to TGFp / Activina and those related to the BMP / GDF subfamily. It is thought that most TGFp ligands bind first to a type II receptor, and this type II ligand / receptor complex then recruits or phosphorylates a type I receptor (Mathews, LS, Endocr Rev 15: 310- 325 (1994); Massague, Nature Rev: Mol Cell Biol. 1, 169-178 (2000)). Type II receptor kinase by phosphorylation and activation of type I receptor kinase, which then phosphorylates and activates Smad proteins. TGFp / Activin ligands bind to TGFp and Activin type II receptors and can activate Smad-2 and -3. Nodal and Lefty signal through this Activina type pathway. BMP / GDF ligands bind to type II BMP receptors and can activate Smads 1.5 and 8. See Derynck, R et al. Cell 95, 737-740 (1998)). After ligand stimulation, Smads proteins move to the nucleus and function as components of transcription complexes.

La señalización de TGFp está regulada positiva y negativamente a través de diversos mecanismos. La regulación positiva amplifica las señales a un nivel suficiente para la actividad biológica. Los ligandos de la superfamilia de TGFp se unen a un receptor de tipo II, que recluta y fosforila un receptor de tipo I. El receptor de tipo I luego fosforila las SMAD reguladas por receptores (R-SMAD, por ejemplo, SMAD1, SMAd 2, SMAD3, SMAD5 y SMAD8) que entonces pueden enlazar el mediador común Smad o co-SMAD. Los complejos de R-SMAD/coSMAD se acumulan en el núcleo, en el que actúan como factores de transcripción y participan en la regulación de la expresión del gen diana. Por ejemplo, los factores de diferenciación del crecimiento incluyen 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 15. Y, en una realización preferida, GDF8 y GDF11, son miembros de la familia de TGFp que también son activadores de la vía de señalización de TGFp (regulación positiva) y actúan uniéndose a la parte del dominio de unión al ligando extracelular del receptor ActRII y luego formando un complejo con ActRI, que conduce a la inhibición del regulador negativo de Smad7 y la fosforilación del complejo de Smad2/Smad3. El complejo de Smad2/Smad3 se asocia con Smad4 para regular la expresión de ciertos genes.TGFp signaling is regulated positively and negatively through various mechanisms. Positive regulation amplifies the signals to a level sufficient for biological activity. TGFp superfamily ligands bind to a type II receptor, which recruits and phosphorylates a type I receptor. The type I receptor then phosphorylates receptor-regulated SMADs (R-SMAD, for example, SMAD1, SMAd 2 , SMAD3, SMAD5 and SMAD8) which can then link the common mediator Smad or co-SMAD. The R-SMAD / coSMAD complexes accumulate in the nucleus, in which they act as transcription factors and participate in the regulation of target gene expression. For example, growth differentiation factors include 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 and 15. And, in a preferred embodiment, GDF8 and GDF11, are members of the TGFp family which are also activators of the TGFp signaling pathway (positive regulation) and act by binding to the part of the binding domain to the extracellular ligand of the ActRII receptor and then forming a complex with ActRI, which leads to inhibition of the negative regulator of Smad7 and the phosphorylation of the Smad2 / Smad3 complex. The Smad2 / Smad3 complex is associated with Smad4 to regulate the expression of certain genes.

Al igual que con el uso de cualquier agente, la concentración de cualquier miembro de la superfamilia de TGFp en el medio de cultivo celular no se limita a la descrita en los siguientes ejemplos, siempre que la concentración pueda lograr los efectos deseados para activar un miembro de la familia de receptores de TGFp, por ejemplo. Por ejemplo, cuando se emplean Activinas, por ejemplo, Activina A y/o B, o GDF8 y GDF-11, una concentración preferible puede variar de aproximadamente 10 a aproximadamente 300 nM, más preferentemente de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 nM, e incluso más preferentemente de aproximadamente 75 a aproximadamente 150 nM, y lo más preferentemente, de aproximadamente 100 a 125 nM. Un experto en la materia puede probar fácilmente cualquier concentración y el uso de técnicas convencionales en la materia puede determinar la eficacia de dicha concentración, por ejemplo, evaluando la diferenciación mediante la determinación de la expresión y la no expresión de un panel de marcadores génicos para cualquier tipo de célula.As with the use of any agent, the concentration of any member of the TGFp superfamily in the cell culture medium is not limited to that described in the following examples, provided that the concentration can achieve the desired effects to activate a member from the family of TGFp receptors, for example. For example, when Activinas, for example, Activina A and / or B, or GDF8 and GDF-11 are employed, a preferable concentration may vary from about 10 to about 300 nM, more preferably from about 50 to about 200 nM, and even more preferably from about 75 to about 150 nM, and most preferably, from about 100 to 125 nM. A person skilled in the art can easily test any concentration and the use of conventional techniques in the field can determine the efficacy of said concentration, for example, by evaluating the differentiation by determining the expression and non-expression of a panel of gene markers for Any type of cell.

Uso de agentes para producir células endocrinasUse of agents to produce endocrine cells

En una realización, la presente invención proporciona métodos para crear poblaciones y/o subpoblaciones de tipo linaje endodérmico pancreático, específicamente PEC y/o células de linaje endocrino pancreático, usando un inhibidor de la vía Notch, incluyendo, pero sin limitación, un inhibidor de gamma secretasa, en una cantidad eficaz para potenciar la diferenciación endocrina y/o inducir la expresión de ciertos marcadores que son distintivos de las células endocrinas y son indicativos de la diferenciación endocrina. Se han descrito numerosos inhibidores de gamma secretasa. Véanse, por ejemplo, las patentes de EE.UU. n.° 6.756.511; 6.890.956; 6.984.626; 7.049.296; 7.101.895; 7.138.400; 7.144.910; y 7.183.303. Los inhibidores de la gamma secretasa se pueden obtener fácilmente, por ejemplo, en Calbiochem (La Jolla, California): inhibidor de gamma secretasa I, (GSI I), Z-Leu-Leu-Norleucina-CHO; inhibidor de la gammasecretasa II; inhibidor de la gamma secretasa III, (GSI III), N-Benciloxicarbonil-Leu-leucinal; inhibidor de la gamma secretasa IV, (GSI IV), N-(2-Naftoil)-Val-fenilalaninal; inhibidor de la gamma secretasa V, (GSI V), N-benciloxicarbonil-Leu-fenilalaninal; inhibidor de la gamma secretasa VI, (GSI VI), 1-(S)-endo-N-(1,3,3)-Trimetilbiciclo[2.2.1]hept-2-il)-4-fluorofenil-sulfonamida; inhibidor de la gamma secretasa VII, (GSI VII), Mentiloxicarbonil-LL-CHO; inhibidor de la gamma secretasa IX, (GSI IX), (DAPT), éster t-butílico de N-[N-(3,5-difluorofenacetil-L-alanil)]-S-fenilglicina; inhibidor de la gamma secretasa X, (GSI X), Éster terc-butílico de ácido {1 S-bencil-4R-[1-(1 S-carbamoil-2-fenetilcarbamoil)-1 S-3-metilbutilcarbamoil]-2R-hidroxi-5-fenilpentil}carbámico; inhibidor de la gamma secretasa XI, (GSI XI), 7-amino-4-cloro-3-metoxiisocumarina; inhibidor de la gamma secretasa XII, (GSI XII), Z-Ile-Leu-CHO; inhibidor de la gamma secretasa XIII, (GSI XIII), Z-Tyr-Ile-Leu-CHO; inhibidor de la gamma secretasa XIV, (GSI XIV), Z-Cys (t-Bu)-Ile-Leu-CHO; inhibidor de la gamma secretasa XVI, (GSI XVI), Éster metílico de N-[N-3,5-difluorofenacetil]-L-alanil-S-fenilglicina; inhibidor de la gamma secretasa XVII, (GSI XVII), WPE-III-31C); inhibidor de la gamma secretasa XIX, (GSI XIX), (2S,3R)-3-(3,4-Difluorofenil)-2-(4-fluorofenil)-4-hidroxi-N-((3S)-2-oxo-5-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-il)-butiramida; inhibidor de gamma secretasa XX, (GSI XX), (Dibenzazepina (DBZ)), (S,S)-2-[2-(3,5-Difluorofenil)acetilamino]-N-(5-metil-6-oxo-6,7-dihidro--5H-dibenzo[6,d]azepin-7-il)propionamida, inhibidor de la gamma secretasa XXI, (GSI XXI), (S,S)-2-[2-(3,5-Difluorofenil)-acetilamino]-N-(1-metil-2-oxo-5-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-il)-propionamida; inhibidor de la gamma40 secretasa I, N-trans-3,5-Dimetoxicinamoil-Ileleucinal; inhibidor de la gamma40 secretasa II, N-terc-butiloxicarbonil-Gly-Val-Valinal; e isovaleril-V-V-Sta-A-Sta-OC3. In one embodiment, the present invention provides methods for creating populations and / or subpopulations of pancreatic endodermal lineage type, specifically PEC and / or pancreatic endocrine lineage cells, using a Notch pathway inhibitor, including, but not limited to, an inhibitor of gamma secretase, in an amount effective to enhance endocrine differentiation and / or induce the expression of certain markers that are distinctive of endocrine cells and are indicative of endocrine differentiation. Numerous gamma secretase inhibitors have been described. See, for example, US Pat. No. 6,756,511; 6,890,956; 6,984,626; 7,049,296; 7,101,895; 7,138,400; 7,144,910; and 7,183,303. Gamma secretase inhibitors can be easily obtained, for example, from Calbiochem (La Jolla, California): gamma secretase I inhibitor, (GSI I), Z-Leu-Leu-Norleucine-CHO; gammasecretase II inhibitor; gamma secretase III inhibitor, (GSI III), N-Benzyloxycarbonyl-Leu-leucinal; gamma secretase IV inhibitor, (GSI IV), N- (2-Naphthoyl) -Val-phenylalaninal; gamma secretase V inhibitor, (GSI V), N-benzyloxycarbonyl-Leu-phenylalaninal; gamma secretase VI inhibitor, (GSI VI), 1- (S) -endo-N- (1,3,3) -Trimethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -4-fluorophenyl sulfonamide; gamma secretase VII inhibitor, (GSI VII), Methyloxycarbonyl-LL-CHO; gamma secretase IX inhibitor, (GSI IX), (DAPT), N- [N- (3,5-difluoropheacetyl-L-alanyl)] - S-phenylglycine t-butyl ester; gamma secretase X inhibitor, (GSI X), {1 S-benzyl-4R- [1- (1 S-carbamoyl-2-phenethylcarbamoyl) -1 S-3-methylbutylcarbamoyl] -2R- tert-butyl ester hydroxy-5-phenylpentyl} carbamic; gamma secretase XI inhibitor, (GSI XI), 7-amino-4-chloro-3-methoxyisocumarine; gamma secretase XII inhibitor, (GSI XII), Z-Ile-Leu-CHO; gamma secretase XIII inhibitor, (GSI XIII), Z-Tyr-Ile-Leu-CHO; gamma secretase XIV inhibitor, (GSI XIV), Z-Cys (t-Bu) -Ile-Leu-CHO; gamma secretase XVI inhibitor, (GSI XVI), N- [N-3,5-difluoropheacetyl] -L-alanyl-S-phenylglycine methyl ester; gamma secretase XVII inhibitor, (GSI XVII), WPE-III-31C); gamma secretase XIX inhibitor, (GSI XIX), (2S, 3R) -3- (3,4-Difluorophenyl) -2- (4-fluorophenyl) -4-hydroxy-N - ((3S) -2-oxo -5-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo [e] [1,4] diazepin-3-yl) -butyramide; gamma secretase XX inhibitor, (GSI XX), (Dibenzazepine (DBZ)), (S, S) -2- [2- (3,5-Difluorophenyl) acetylamino] -N- (5-methyl-6-oxo- 6,7-dihydro-5H-dibenzo [6, d] azepin-7-yl) propionamide, gamma secretase XXI inhibitor, (GSI XXI), (S, S) -2- [2- (3.5 -Difluorophenyl) -acetylamino] -N- (1-methyl-2-oxo-5-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo [e] [1,4] diazepin-3-yl) -propionamide; gamma40 secretase I, N-trans-3,5-Dimethoxycinnamoyl-Ileleucinal inhibitor; gamma40 secretase II inhibitor, N-tert-butyloxycarbonyl-Gly-Val-Valinal; and isovaleryl-VV-Sta-A-Sta-OC 3 .

En un aspecto, el inhibidor de la gamma secretasa se selecciona del grupo que consiste en uno o más de: Z-Leu-Leu-Norleucina-CHO, N-Benciloxicarbonil-Leu-leucinal, N-(2-Naftoil)-Val-fenilalaninal, N-Benciloxicarbonil-Leufenilalaninal,1-(S)-endo-N-(1,3,3)Trimetilbiciclo[2.2.1]hept-2-il)-4-fluorofenil-sulfonamida, Mentiloxicarbonil-LL-CHO, éster f-butílico de N-[N-(3,5-difluorofenacetil-L-alanil)]-S-fenilglicina, Éster ferc-butílico de ácido {1S-bencil-4R-[1-(1S-carbamoil-2-fenetilcarbamoil)-1S-3-metilbutilcarbamoil]-2R-hidroxi-5-fenilpentil}carbámico, 7-amino-4-cloro-3-metoxiisocumarina, Z-lle-Leu-CHO, Z-Tyr-lle-Leu-cHo, Z-Cys(t-Bu)-lle-Leu-CHO, Éster metílico de N-[N-3,5-difluorofenacetil]-L-alanil-S-fenilglicina, (2S,3R)-3-(3,4-Difluorofenil)-2-(4-fluorofenil)-4-hidroxi-N-((3S)-2-oxo-5-fenil-2,3-dihidro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-il)-butiramida, (S,S)-2-[2-(3,5-Difluorofenil)-acetilamino]-N-(1-metil-2-oxo-5-fenil-2-,3-dihidro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-il)-propionamida, N-frans-3,5-Dimetoxicinamoil-Ile-leucinal, N-fercbutiloxicarbonil-Gly-Val-Valinal, Isovaleril-V-V-Sta-A-Sta-OCH3 , y en el que la enfermedad renal es una enfermedad renal glomerular o una enfermedad renal tubular. En otro aspecto de la presente invención, de aproximadamente 0,5 a 10 mM, de 0,5 a 5 mM, de 0,5 a 3 mM, preferentemente, de 0,5 a 1 mM de inhibidor de gamma secretasa se usa en cualquiera o en todas las fases 1-7 descritas en el presente documento y de acuerdo con la Tabla 8 y 17.In one aspect, the gamma secretase inhibitor is selected from the group consisting of one or more of: Z-Leu-Leu-Norleucine-CHO, N-Benzyloxycarbonyl-Leu-leucinal, N- (2-Naphthoyl) -Val- phenylalaninal, N-Benzyloxycarbonyl-Leufenilalaninal, 1- (S) -endo-N- (1,3,3) Trimethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -4-fluorophenyl-sulfonamide, Methyloxycarbonyl-LL-CHO, N- [N- (3,5-difluoropheacetyl-L-alanyl)] - S-phenylglycine f-butyl ester {1S-benzyl-4R- [1- (1S-carbamoyl-2-) phenethylcarbamoyl) -1S-3-methylbutylcarbamoyl] -2R-hydroxy-5-phenylpentyl} carbamic, 7-amino-4-chloro-3-methoxyisocumarine, Z-lle-Leu-CHO, Z-Tyr-lle-Leu-cHo, Z-Cys (t-Bu) -lle-Leu-CHO, N- [N-3,5-difluoropheacetyl] -L-alanyl-S-phenylglycine methyl ester, (2S, 3R) -3- (3,4 -Difluorophenyl) -2- (4-fluorophenyl) -4-hydroxy-N - ((3S) -2-oxo-5-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo [e] [1,4] diazepin- 3-yl) -butyramide, (S, S) -2- [2- (3,5-Difluorophenyl) -acetylamino] -N- (1-methyl-2-oxo-5-phenyl-2-, 3-dihydro -1H-benzo [e] [1,4] diazepin-3-yl) -propionamide, N-fra ns-3,5-Dimethoxycinnamoyl-Ile-leucinal, N-fercbutyloxycarbonyl-Gly-Val-Valinal, Isovaleril-VV-Sta-A-Sta-OCH 3 , and in which the renal disease is a glomerular kidney disease or a disease tubular renal In another aspect of the present invention, about 0.5 to 10 mM, 0.5 to 5 mM, 0.5 to 3 mM, preferably 0.5 to 1 mM gamma secretase inhibitor is used in any or all phases 1-7 described herein and in accordance with Table 8 and 17.

En una realización, el factor de crecimiento de insulina (IGF) es parte de un sistema complejo que las células usan para comunicarse con su entorno fisiológico y, por lo tanto, se puede usar para diferenciar células PSC a PEC y/o células del linaje endocrino pancreático. Este sistema complejo (a menudo denominado "eje" de IGF) consiste en dos receptores de la superficie celular (IGF1R y IGF2R), dos ligandos (factor de crecimiento de tipo insulina 1 (IGF-1) y factor de crecimiento de tipo insulina 2 (IGF-2)), una familia de seis proteínas de unión a IGF de alta afinidad (IGFBP-1 a IGFBP-6), así como enzimas de degradación de IGFBP asociadas, denominadas colectivamente proteasas. Se sabe que los IGF se unen al IGF1R, el receptor de insulina, el receptor de IGF-2, el receptor relacionado con la insulina y posiblemente otros receptores. Por lo tanto, en un aspecto de la presente invención, los factores de crecimiento que se unen a estos receptores incluyen, pero sin limitación, IGF1 e iGF2, ya que cualquier factor de crecimiento, agente o morfógeno que se una a cualquiera o a una combinación de estos receptores tiene potencialmente el mismo efecto fisiológico que el descrito y anticipado en el presente documento. En otro aspecto de la presente invención, se usan de aproximadamente 5 a 200 ng/ml, de 10 a 100ng/ml, de 10 a 75 ng/ml, preferentemente 10 a 50 ng/ml, preferentemente de 20 a 50 ng/ml de IGF en cualquiera o en todas las fases 1-7 descritas en el presente documento, y de acuerdo con la Tabla 8 y 17.In one embodiment, insulin growth factor (IGF) is part of a complex system that cells use to communicate with their physiological environment and, therefore, can be used to differentiate PSC cells to PEC and / or lineage cells. endocrine pancreatic This complex system (often called the "axis" of IGF) consists of two cell surface receptors (IGF1R and IGF2R), two ligands (insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and insulin-like growth factor 2 (IGF-2)), a family of six high affinity IGF-binding proteins (IGFBP-1 to IGFBP-6), as well as associated IGFBP degradation enzymes, collectively referred to as proteases. It is known that IGFs bind to IGF1R, the insulin receptor, the IGF-2 receptor, the insulin-related receptor and possibly other receptors. Therefore, in one aspect of the present invention, growth factors that bind to these receptors include, but are not limited to, IGF1 and iGF2, since any growth factor, agent or morphogen that binds to either or a combination of these receptors has potentially the same physiological effect as described and anticipated herein. In another aspect of the present invention, about 5 to 200 ng / ml, 10 to 100ng / ml, 10 to 75 ng / ml, preferably 10 to 50 ng / ml, preferably 20 to 50 ng / ml are used of IGF in any or all phases 1-7 described herein, and in accordance with Table 8 and 17.

En una realización, el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) se usa para diferenciar células PSC a PEC y/o células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). El PDGF es un importante factor de crecimiento de proteínas que se ha descrito ampliamente como un potente mitógeno de numerosos tipos de células. El PDGF pertenece a una familia de isoformas diméricas de cadenas polipeptídicas, A, B, C y D que actúan a través de diferentes receptores de tirosina quinasa: PDGFR-a y PDGFR-p. En un aspecto de la invención, el ligando es un PDGF o equivalente funcional del mismo que incluye, pero no se limita a PDGFaa, PDGFab o PDGFbb, que se unen a los dos tipos de receptores. En otro aspecto de la presente invención, se usan de aproximadamente 5 a 100 ng/ml, de 10 a 75 ng/ml, de 10 a 50 ng/ml, preferentemente de 10 a 20 ng/ml de PDGF en cualquiera o en todas las fases 1-7 descritas en el presente documento, y de acuerdo con la Tabla 8 y 17.In one embodiment, the platelet-derived growth factor (PDGF) is used to differentiate PSC cells to PEC and / or cells committed to the endocrine lineage (CHGA +). PDGF is an important protein growth factor that has been widely described as a potent mitogen of numerous cell types. PDGF belongs to a family of dimeric isoforms of polypeptide chains, A, B, C and D that act through different tyrosine kinase receptors: PDGFR-a and PDGFR-p. In one aspect of the invention, the ligand is a PDGF or functional equivalent thereof that includes, but is not limited to PDGFaa, PDGFab or PDGFbb, which bind to the two types of receptors. In another aspect of the present invention, about 5 to 100 ng / ml, 10 to 75 ng / ml, 10 to 50 ng / ml, preferably 10 to 20 ng / ml PDGF are used in any or all phases 1-7 described herein, and in accordance with Table 8 and 17.

En una realización, la Nicotinamida, también conocida como niacinamida y amida del ácido nicotínico, es la amida del ácido nicotínico (vitamina B3/niacina), se usa para diferenciar células PSC a PEC y/o células de linaje endocrino pancreático. El ácido nicotínico, también conocido como niacina, se convierte en nicotinamida in vivo, y, aunque la niacina y la nicotinamida son idénticas en sus funciones vitamínicas, la nicotinamida no tiene los mismos efectos farmacológicos y tóxicos de la niacina. Por consiguiente, otros derivados de vitamina B o la vitamina B que funcionan de manera similar a la nicotinamida se realizan en la presente invención. En otro aspecto de la presente invención, se usan de aproximadamente 5 a 100 ng/ml, de 10 a 75 ng/ml, de 10 a 50 ng/ml, preferentemente de 10 a 20 ng/ml de nicotinamida en cualquiera o todas las fases 1-7 descritas en el presente documento y de acuerdo con las tablas 8 y 17.In one embodiment, Nicotinamide, also known as niacinamide and nicotinic acid amide, is the nicotinic acid amide (vitamin B3 / niacin), is used to differentiate PSC cells to PEC and / or pancreatic endocrine lineage cells. Nicotinic acid, also known as niacin, is converted to nicotinamide in vivo, and, although niacin and nicotinamide are identical in their vitamin functions, nicotinamide does not have the same pharmacological and toxic effects of niacin. Accordingly, other derivatives of vitamin B or vitamin B that function similarly to nicotinamide are made in the present invention. In another aspect of the present invention, about 5 to 100 ng / ml, 10 to 75 ng / ml, 10 to 50 ng / ml, preferably 10 to 20 ng / ml nicotinamide are used in any or all of the phases 1-7 described in this document and in accordance with tables 8 and 17.

En otra realización, se usa la familia de proteínas Hedgehog para diferenciar células PSC a PEC y/o células de linaje endocrino pancreático. La familia hedgehog de moléculas de señalización intercelular de vertebrados proporcionada por la presente invención consiste en al menos cuatro miembros, incluyendo, pero sin limitación, Desert hedgehog (Dhh), Sonic hedgehog (Shh), Indian hedgehog (Ihh) y Moonrat hedgehog (Mhh). En un aspecto, se usan de aproximadamente 5 a 200 ng/ml, 10 a 200 ng/ml, 10 a 150 ng/ml, preferentemente de 10 a 100 ng/ml de una proteína hedgehog en cualquiera o en todas las fases 1-7 descritas en el presente documento y de acuerdo con la Tabla 8 y 17.In another embodiment, the Hedgehog family of proteins is used to differentiate PSC cells to PEC and / or pancreatic endocrine lineage cells. The hedgehog family of vertebrate intercellular signaling molecules provided by the present invention consists of at least four members, including, but not limited to, Desert hedgehog (Dhh), Sonic hedgehog (Shh), Indian hedgehog (Ihh) and Moonrat hedgehog (Mhh ). In one aspect, about 5 to 200 ng / ml, 10 to 200 ng / ml, 10 to 150 ng / ml, preferably 10 to 100 ng / ml of a hedgehog protein are used in any or all phases 1- 7 described in this document and in accordance with Table 8 and 17.

Habiendo descrito la presente invención en general, se puede comprender mejor haciendo referencia a ciertos ejemplos específicos que se proporcionan en el presente documento con fines meramente ilustrativos, y que no pretenden ser limitantes.Having described the present invention in general, it can be better understood by referring to certain specific examples provided herein for purposes of illustration only, and which are not intended to be limiting.

EjemplosExamples

También debe entenderse que lo anterior se refiere a realizaciones preferidas de la presente invención, y que pueden realizarse numerosos cambios en las mismas sin apartarse del alcance de la invención. La invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, que no deben interpretarse de ninguna manera como limitaciones al alcance de la misma. Por el contrario, Debe entenderse además que puede recurrirse a otras diversas realizaciones, modificaciones y equivalentes de las mismas, que, después de leer la descripción contenida en el presente documento, se pueden sugerir a los expertos en la materia.It should also be understood that the foregoing refers to preferred embodiments of the present invention, and that numerous changes can be made therein without departing from the scope of the invention. The invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as limitations in any way. within reach of it. On the contrary, it should also be understood that various other embodiments, modifications and equivalents thereof may be used, which, after reading the description contained herein, can be suggested to those skilled in the art.

Ejemplo 1Example 1

DIFERENCIACIÓN DE CÉLULAS iPS HUMANAS A CÉLULAS PROGENITORAS PANCREÁTICAS Y CÉLULAS ENDOCRINAS A TRAVÉS DE PRODUCTOS ENDODÉRMICOS DEFINITIVOS E INTERMEDIOSDIFFERENTIATION OF HUMAN iPS CELLS TO PANCREATIC PROGENITATING CELLS AND ENDOCRINE CELLS THROUGH DEFINITIVE AND INTERMEDIATE ENDODERMIC PRODUCTS

Se diferenciaron células madre pluripotentes (iPS) inducidas por el ser humano en agregados en suspensión usando un procedimiento de cuatro (4) fases en el transcurso de aproximadamente 2 semanas (o 14 días) para generar una población de tipos de células pancreáticas, incluyendo células progenitoras pancreáticas, células progenitoras endocrinas y células endocrinas que expresan hormonas. Las estirpes de células iPS humanas empleadas en el presente documento fueron proporcionadas por S. Yamanaka, Universidad de Kioto, Japón y Cellular Dynamics International, Inc. (CDI).Human-induced pluripotent stem cells (iPS) were differentiated into suspension aggregates using a four (4) phase procedure over approximately 2 weeks (or 14 days) to generate a population of pancreatic cell types, including cells pancreatic progenitors, endocrine progenitor cells and endocrine cells that express hormones. The strains of human iPS cells employed herein were provided by S. Yamanaka, Kyoto University, Japan and Cellular Dynamics International, Inc. (CDI).

Las células iPS descritas en el presente documento fueron proporcionadas primero por Shinya Yamanaka y luego por el CDI. Se cultivaron células iPS indiferenciadas en fibroblastos de embrión de ratón inactivados mitóticamente o, preferentemente, exentos de alimentadora (sin capa de células alimentadoras de fibroblastos) en DMEM/F12 que contenía reemplazo de suero desactivado al 20 %. La diferenciación se inició al disociar las células iPS indiferenciadas en células individuales usando Accutase, Se tomaron muestras de células para el aislamiento y análisis del ARN. Las células se volvieron a suspender a 1-2 millones de células por mililitro en RPMI+ FBS al 0,2 % vol/vol que contenía una dilución a 1:5.000 de insulina-transferrina-selenio (ITS), Activina A (100 ng/ml), wnt3a (50 ng/ml) y rho-quinasa o inhibidor de ROCK, Y-27632, a 10 pM, se colocaron en una placa de 6 pocillos de fijación ultra baja, se colocaron en una plataforma de rotación y se centrifugaron a aproximadamente 100 rpm. Se centrifugaron los cultivos a 100 rpm durante el resto del proceso de diferenciación con el intercambio diario del medio. El crecimiento, el paso y la proliferación de iPSC es esencialmente como se describe en las patentes de EE. UU. n.°. 7.961.402 y 8.211.699. The iPS cells described herein were provided first by Shinya Yamanaka and then by the CDI. Indifferentiated iPS cells were cultured in mitotically inactivated mouse embryo fibroblasts or, preferably, feeder-free (without fibroblast feeder cell layer) in DMEM / F12 containing 20% deactivated serum replacement. Differentiation was initiated by dissociating undifferentiated iPS cells into individual cells using Accutase. Cell samples were taken for RNA isolation and analysis. The cells were resuspended at 1-2 million cells per milliliter in RPMI + 0.2% vol / vol FBS containing a 1: 5,000 dilution of insulin-transferrin-selenium (ITS), Activin A (100 ng / ml), wnt3a (50 ng / ml) and rho-kinase or ROCK inhibitor, Y-27632, at 10 pM, were placed in a 6-well plate of ultra low fixation, placed on a rotating platform and centrifuged at about 100 rpm. The cultures were centrifuged at 100 rpm during the rest of the differentiation process with the daily exchange of the medium. The growth, passage and proliferation of iPSC is essentially as described in US Pat. UU. No. 7,961,402 and 8,211,699.

Los métodos descritos en el presente documento para producir cultivos de suspensión de agregados de células pluripotentes, por ejemplo, células hES o iPS, y células derivadas de células pluripotentes, se describen esencialmente en el documento PCT/US2007/062755, presentado el 23 de febrero de 2007 y titulado "Compositions and methods for culturing differential cells", y el documento PCT/US2008/080516, presentado el 20 de octubre de 2008, y titulado "Methods and compositions for feeder-free pluripotent stem cell media containing human serum".The methods described herein to produce suspension cultures of pluripotent cell aggregates, for example, hES or iPS cells, and cells derived from pluripotent cells, are essentially described in PCT / US2007 / 062755, filed February 23 of 2007 and entitled "Compositions and methods for culturing differential cells", and document PCT / US2008 / 080516, filed on October 20, 2008, and entitled "Methods and compositions for feeder-free pluripotent stem cell media containing human serum".

Los métodos descritos en el presente documento pueden facilitarse recubriendo primero los vasos de cultivo con una matriz extracelular, por ejemplo, como se describe en la patente de EE.UU. n.° 6.800.480 de Bodnar et al. y asignada a Geron Corporation. Los métodos, como otros métodos para cultivar otras células madre pluripotentes, por ejemplo, células hES e iPS, puede realizarse usando suero humano soluble como se describe esencialmente en la solicitud de EE. UU. PCT/US2008/080516, presentada el 20 de octubre de 2008, y titulada "Methods and compositions for feederfree pluripotent stem cell media containing human serum".The methods described herein can be facilitated by first coating the culture vessels with an extracellular matrix, for example, as described in US Pat. No. 6,800,480 to Bodnar et al. and assigned to Geron Corporation. The methods, like other methods for culturing other pluripotent stem cells, for example, hES and iPS cells, can be performed using soluble human serum as essentially described in the US application. UU. PCT / US2008 / 080516, filed on October 20, 2008, and entitled "Methods and compositions for feederfree pluripotent stem cell media containing human serum".

Los métodos descritos en el presente documento se pueden facilitar mediante la adición de manera exógena del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) suministrado desde una fuente que no sea solo una capa alimentadora de fibroblastos como se describe en la patente de EE.UU. 7.005.252 de Thomson, J. y asignada a Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF).The methods described herein can be facilitated by exogenously adding fibroblast growth factor (FGF) supplied from a source other than just a fibroblast feeder layer as described in US Pat. 7,005,252 to Thomson, J. and assigned to the Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF).

Durante aproximadamente las primeras 24 horas de rotación, las células individuales se adhirieron entre sí formando agregados celulares, y se tomaron muestras celulares suficientes para el aislamiento y análisis del ARN. Los agregados celulares variaron entre aproximadamente 60 micrómetros y 120 micrómetros de diámetro. Aproximadamente 1 día (o 24 horas) después de colocarse las muestras de células iPS en la plataforma de rotación, los cultivos se alimentaron con RPMI+ FBS al 0,2 % vol/vol que contenía una dilución a 1:5000 de ITS, Activina A (100­ 200 ng/ml) y Wnt3a (50-100 ng/ml, o aproximadamente un día (tiempo 0 a día 1) y un día más o en el mismo medio, pero sin Wnt3a (día 1 a día 2). Se tomaron muestras celulares diarias para el aislamiento y análisis del ARN. Tras 2 días de diferenciación, los cultivos se alimentaron con RPMI+ FBS al 0,2 % vol/vol que contenía una dilución a 1:1000 de ITS, KGF (o FGF7, 25 ng/ml) e inhibidor de TGFp n.° 4 (2,5 pM) durante un día (o 24 horas, del día 2 al día 3). Durante los dos días siguientes (del día 3 al día 5), las suspensiones de agregados de células iPS se alimentaron con los mismos medios de cóctel de factores de crecimiento, con la excepción de que el inhibidor de TGFp se eliminó de los medios de cultivo. De nuevo, se tomaron muestras de células para el aislamiento de ARN al final de esta fase (fase 2 o día 5). Para la fase 3 (del día 5 al día 8), los medios de cultivo celular se cambiaron a DMEM suplemento B27 al 1 % vol/vol que contenía TTNPB [ácido 4-[E-2-(5,6,7,8-tetrahidro-5,5,8,8-tetrametil-2-naftalenil)-1-propenil]benzoico] (3 nM), KAAD-ciclopamina (0,25 pM) y nogina (50 ng/ml). De nuevo, se tomaron muestras de células para el aislamiento y análisis del ARN al final de esta fase (fase 3, día 8). Para la fase 4 (días 8 a 14), el medio se cambió a DMEM+ suplemento B27 al 1 % vol/vol que contiene Nogina (50 ng/ml), KGF (50 ng/ml) y Eg F (50 ng/ml). De nuevo, se tomaron muestras de células para el aislamiento y análisis del ARN al final de la fase 4 (o día 14).During approximately the first 24 hours of rotation, the individual cells adhered together forming cell aggregates, and sufficient cell samples were taken for RNA isolation and analysis. Cellular aggregates varied between approximately 60 micrometers and 120 micrometers in diameter. Approximately 1 day (or 24 hours) after the iPS cell samples were placed on the rotation platform, the cultures were fed with RPMI + 0.2% vol / vol FBS containing a 1: 5000 dilution of ITS, Activin A (100 200 ng / ml) and Wnt3a (50-100 ng / ml, or approximately one day (time 0 to day 1) and one more day or in the same medium, but without Wnt3a (day 1 to day 2). they took daily cell samples for RNA isolation and analysis After 2 days of differentiation, the cultures were fed with RPMI + 0.2% FBS vol / vol containing a 1: 1000 dilution of STIs, KGF (or FGF7, 25 ng / ml) and TGFp inhibitor # 4 (2.5 pM) for one day (or 24 hours, from day 2 to day 3) During the next two days (from day 3 to day 5), the suspensions of iPS cell aggregates were fed the same growth factor cocktail media, with the exception that the TGFp inhibitor was removed from the culture media. Again, they were taken Cell samples for RNA isolation at the end of this phase (phase 2 or day 5). For phase 3 (from day 5 to day 8), the cell culture media was changed to DMEM supplement B27 at 1% vol / vol containing TTNPB [acid 4- [E-2- (5,6,7,8 -tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl) -1-propenyl] benzoic] (3 nM), KAAD-cyclopamine (0.25 pM) and nogina (50 ng / ml). Again, cell samples were taken for RNA isolation and analysis at the end of this phase (phase 3, day 8). For phase 4 (days 8 to 14), the medium was changed to DMEM + 1% B27 supplement vol / vol containing Nogina (50 ng / ml), KGF (50 ng / ml) and Eg F (50 ng / ml ). Again, cell samples were taken for RNA isolation and analysis at the end of phase 4 (or day 14).

Se realizó una PCR en tiempo real para medir la expresión génica de varios genes marcadores durante el curso de la diferenciación. La expresión génica de los marcadores o genes específicos primero se normalizó a los niveles de expresión medios de los genes constitutivos, ciclofilina G y expresión de la proteína de unión a TATA (TBP). La expresión génica relativa normalizada se mostró luego en los gráficos de barras en relación con el nivel de expresión en las células iPS indiferenciadas y, por lo tanto, representa la regulación por aumento para los distintos marcadores de diferenciación. En el caso de OCT4, la expresión génica se normalizó para establecer la muestra más baja en el conjunto de datos (día 14) y, por lo tanto, representa la regulación a la baja durante el curso de la diferenciación. Real-time PCR was performed to measure the gene expression of several marker genes during the course of the differentiation. Gene expression of the specific markers or genes was first normalized to the mean expression levels of the constitutive genes, cyclophilin G and TATA binding protein (TBP) expression. The normalized relative gene expression was then shown on the bar graphs in relation to the level of expression in undifferentiated iPS cells and, therefore, represents the regulation by increase for the different markers of differentiation. In the case of OCT4, gene expression was normalized to establish the lowest sample in the data set (day 14) and, therefore, represents downward regulation during the course of differentiation.

Las FIG. 2A-L son gráficos de barras que muestran la expresión génica relativa del gen identificado (por ejemplo, Oct4, Braquiuria, Cer1, GSC, FOXA2, FOXA1, HNF6, PDX1, PTF1A, NKX6.1, NGN3 e INS) en relación con el nivel de expresión del mismo gen en las células iPS no diferenciadas. El nivel de expresión de los genes se normalizó con respecto a un conjunto de genes constitutivos (control), y la comparación del nivel de expresión génica en los dos puntos de tiempo diferentes indicó si había una regulación al alza o a la baja para ese gen o marcador de expresión. Para OCT4 (FIG. 2A), la expresión génica se normalizó y la muestra de expresión de nivel más bajo se estableció en 1 (día 14). Por consiguiente, como se indica en la FIG.2A, los niveles de expresión relativa de OCT4 representan la regulación a la baja (eje Y) durante el curso de la diferenciación (eje X, fase 0 a 4, o día 0 a día 14).FIG. 2A-L are bar graphs that show the relative gene expression of the identified gene (for example, Oct4, Braquiuria, Cer1, GSC, FOXA2, FOXA1, HNF6, PDX1, PTF1A, NKX6.1, NGN3 and INS) in relation to the level of expression of the same gene in undifferentiated iPS cells. The level of gene expression was normalized with respect to a set of constitutive (control) genes, and the comparison of the level of gene expression at the two different time points indicated whether there was up or down regulation for that gene or expression marker For OCT4 (FIG. 2A), gene expression was normalized and the lowest level expression sample was set to 1 (day 14). Therefore, as indicated in FIG. 2A, the relative expression levels of OCT4 represent downward regulation (Y axis) during the course of differentiation (X axis, phase 0 to 4, or day 0 to day 14 ).

Como se muestra en la FIG. 2A, OCT4 (POU5F1) se expresa en niveles altos en las células iPS no diferenciadas y muestra una regulación a la baja posterior durante el curso de la diferenciación (del día 0 al día 14). En el día 14, los niveles de expresión de OCT4 se redujeron en más de 3.000 veces en comparación con los niveles de expresión observados en células no diferenciadas. Por el contrario, hubo una regulación al alza transitoria de la expresión del gen braquiuria (BRAQUIURIA, FIG.2B) durante los primeros 2 días (día 1 y día 2). La regulación al alza transitoria de la braquiuria fue el resultado de la diferenciación dirigida de células pluripotentes/iPS en mesendodermo mediante la aplicación de Activina A y wnt3a. El mesendodermo se diferenciaba además en endodermo definitivo durante los días 2 y 3, ya que la exposición continuada a la Activina A se indicó mediante la regulación al alza de CER1, GSC y FOXA2 al final de la fase 1 en el día 3 (FIG. 2C-E). Durante la fase 2, el endodermo definitivo se dirigió además para diferenciarse al endodermo del tracto digestivo como lo indica la regulación al alza de FOXA1, el mantenimiento de la expresión de FOXA2 y la regulación a la baja de CER1 y GSC en el día 6 de la diferenciación (FIG. 2C-F). Durante la fase 3, tras la exposición al retinoide, ciclopamina y nogina, el endodermo del tracto intestinal se dirigió además a diferenciarse al endodermo que expresaba PDX1/de tracto digestivo superior posterior, según lo indicado por la regulación al alza de HNF6 y PDX1 en el día 8 (Figura 2G-H). Durante la fase 4, tras la exposición a KGF y EGF, el endodermo de tracto digestivo superior posterior/con expresión de PDX1 se dirigió además a diferenciarse a células progenitoras pancreáticas, progenitoras endocrinas y células endocrinas que expresaban hormonas como lo indica la regulación al alza de PTF1A, NKX6-1, NGN3 e INS al día 14 (FIG. 2I-L).As shown in FIG. 2A, OCT4 (POU5F1) is expressed at high levels in undifferentiated iPS cells and shows subsequent downregulation during the course of differentiation (from day 0 to day 14). On day 14, OCT4 expression levels were reduced by more than 3,000 times compared to the expression levels observed in undifferentiated cells. On the contrary, there was a transient upward regulation of the expression of the brachyuria gene (BRAQUIURIA, FIG.2B) during the first 2 days (day 1 and day 2). The transient upward regulation of brachyuria was the result of directed differentiation of pluripotent cells / iPS in mesendoderm by the application of Activin A and wnt3a. The mesendoderm also differed in definitive endoderm during days 2 and 3, since continued exposure to Activin A was indicated by upward regulation of CER1, GSC and FOXA2 at the end of phase 1 on day 3 (FIG. 2C-E). During phase 2, the definitive endoderm was also directed to differentiate the digestive tract endoderm as indicated by the up-regulation of FOXA1, the maintenance of FOXA2 expression and the down-regulation of CER1 and GSC on day 6 of differentiation (FIG. 2C-F). During phase 3, after exposure to retinoid, cyclopamine and nogina, the endoderm of the intestinal tract was further directed to differentiate itself to the endoderm expressing PDX1 / posterior upper digestive tract, as indicated by upward regulation of HNF6 and PDX1 in on day 8 (Figure 2G-H). During phase 4, after exposure to KGF and EGF, the posterior superior digestive tract endoderm / with PDX1 expression was further directed to differentiate into pancreatic progenitor cells, endocrine progenitors and endocrine cells expressing hormones as indicated by upward regulation PTF1A, NKX6-1, NGN3 and INS at day 14 (FIG. 2I-L).

Ejemplo 2Example 2

LOS INHIBIDORES DE RHO-QUINASA POTENCIAN EL CRECIMIENTO, LA SUPERVIVENCIA, LA PROLIFERACIÓN Y LA ADHESIÓN DE CÉLULA-CÉLULA DE CÉLULAS iPSRHO-QUINASA INHIBITORS POWER THE GROWTH, SURVIVAL, PROLIFERATION AND ADHESION OF CELL-CELL CELL OF iPS CELLS

Los métodos para diferenciar varias estirpes celulares de hES e iPS son esencialmente como se describen en el presente documento y en el Ejemplo 1. Además de las condiciones de cultivo descritas para las fases 1, 2, 3, 4 y 5, se añadió inhibidor apoptótico e/o inhibidor de Rho-quinasa o ROCK a los medios de cultivo para mejorar y potenciar el crecimiento, la supervivencia, la proliferación y la adhesión célula-célula durante la diferenciación. Normalmente, se añadieron aproximadamente 10 pM de un inhibidor de la Rho-quinasa, por ejemplo, Y-27632, a los cultivos celulares en cada una de las fases. Como alternativa, se añadió un inhibidor de la Rho-quinasa hasta al menos las fases 1 y 2 y las fases 4 y 5, o cualquier combinación de las mismas. La morfología y los perfiles de expresión de marcadores génicos de los cultivos celulares de suspensión (agregados) de iPS diferenciadas son esencialmente similares a los de los cultivos celulares de suspensión derivados de células hES.The methods for differentiating several cell lines from hES and iPS are essentially as described herein and in Example 1. In addition to the culture conditions described for phases 1, 2, 3, 4 and 5, apoptotic inhibitor was added and / or Rho-kinase or ROCK inhibitor to culture media to improve and enhance cell-cell growth, survival, proliferation and adhesion during differentiation. Typically, approximately 10 pM of a Rho-kinase inhibitor, for example, Y-27632, was added to the cell cultures in each of the phases. Alternatively, a Rho-kinase inhibitor was added to at least phases 1 and 2 and phases 4 and 5, or any combination thereof. The morphology and expression profiles of gene markers of differentiated iPS suspension (aggregate) cell cultures are essentially similar to those of suspension cell cultures derived from hES cells.

Las FIG. 3 y 4 muestran la inmunocitoquímica (ICC) de cultivos de células iPS de las fases 4 y 5, respectivamente. La FIG. 3 muestra un agregado celular de la Fase 4 que expresa marcadores genéticos típicos del endodermo pancreático positivo en PDX1 (también conocido como epitelio pancreático o progenitores pancreáticos) que incluye células positivas tanto en PDX1 como en NKX6.1. Aunque no se muestran en la FIG. 3, las células de la Fase 4 no expresan proteínas secretoras de hormonas o marcadores génicos más típicos de las células de la Fase 5 tales como insulina (INS), glucagón (GCG), somatostatina (SST) y polipéptido pancreático (PP). La FIG. 4 muestra el agregado celular de células que expresan hormonas de la Fase 5. Estos resultados de ICC se confirmaron adicionalmente usando QPCR. Sin embargo, dado que la QPCR es un estudio de población total del nivel total de ARN expresado en la muestra o en el cultivo celular, no se puede demostrar de forma definitiva que una sola célula exprese múltiples marcadores. FIG. 3 and 4 show the immunocytochemistry (ICC) of cultures of iPS cells of phases 4 and 5, respectively. FIG. 3 shows a Phase 4 cell aggregate that expresses typical genetic markers of the pancreatic endoderm positive in PDX1 (also known as pancreatic epithelium or pancreatic progenitors) that includes positive cells in both PDX1 and NKX6.1. Although not shown in FIG. 3, Phase 4 cells do not express hormone secretory proteins or gene markers more typical of Phase 5 cells such as insulin (INS), glucagon (GCG), somatostatin (SST) and pancreatic polypeptide (PP). FIG. 4 shows the cell aggregate of cells expressing Phase 5 hormones. These ICC results were further confirmed using QPCR. However, since the QPCR is a total population study of the total level of RNA expressed in the sample or in the cell culture, it cannot be definitively demonstrated that a single cell expresses multiple markers.

Ejemplo 3Example 3

ENCAPSULACIÓN DE PROGENITORES PANCREÁTICOS DERIVADOS A iPSENCAPSULATION OF PANCREATIC PROGENITORS DERIVED TO iPS

Hasta ahora, se han publicado métodos para la producción de células iPS y fuentes para la producción de células iPS. Sin embargo, no hay una descripción suficiente de la diferenciación de ninguna célula iPS a cualquier célula diferenciada que funcione para su uso potencial en una terapia celular para tratar una enfermedad en particular, por ejemplo, la diabetes.Until now, methods for the production of iPS cells and sources for the production of iPS cells have been published. However, there is not a sufficient description of the differentiation of any iPS cell to any differentiated cell that functions for potential use in a cell therapy to treat a particular disease, for example diabetes.

Para determinar si los cultivos de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 en Fase 4 o de células progenitoras pancreáticas derivados de células iPS humanas eran completamente capaces de desarrollarse y madurar in vivo a células secretoras de insulina sensibles a la glucosa, se cargaron poblaciones de células progenitoras pancreáticas esencialmente como se describe en los Ejemplos 1 y 2 en dispositivos de macroencapsulación esencialmente similares a los descritos en la solicitud de EE.UU. n.° 12/618.659, titulada" ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", presentada el viernes 13 de noviembre de 2009; y las patentes de EE. UU. n.° 7.534.608 y 7.695.965, tituladas "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES". En resumen, en cada dispositivo, se cargaron aproximadamente 5-10-20 pl de agregados de suspensión celular sedimentados por gravedad, que tenían esencialmente aproximadamente 3 x 106 células.To determine whether cultures of PDX1-positive pancreatic endodermal cells in Phase 4 or pancreatic progenitor cells derived from human iPS cells were fully capable of developing and maturing glucose-sensitive insulin secreting cells in vivo , progenitor cell populations were loaded pancreatic essentially as described in Examples 1 and 2 in macroencapsulation devices essentially similar to those described in the US application. No. 12 / 618,659, entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", presented on Friday, November 13, 2009; and U.S. patents. UU. No. 7,534,608 and 7,695,965, entitled "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES". In summary, in each device, approximately 5-10-20 pl of gravity sedimented cell suspension aggregates, which had essentially about 3 x 10 6 cells, were loaded.

Las células encapsuladas en el dispositivo se prepararon para su implantación en un mamífero, por ejemplo, un ratón SCID/Bg inmunocomprometido, pero se pueden implantar en animales más grandes, incluyendo ratas, cerdos, monos o pacientes humanos. Los métodos para implantar las células encapsuladas y el dispositivo son esencialmente como los descritos en la solicitud de patente de EE.UU. n.° 12/618.659, las patentes de Estados Unidos n.° 7.534.608 y 7.695.965, incluyendo células progenitoras pancreáticas implantadas en una matriz de GELFOAM e implantadas debajo de la capa grasa del epidídimo (EFP).The cells encapsulated in the device were prepared for implantation in a mammal, for example, an immunocompromised SCID / Bg mouse, but can be implanted in larger animals, including rats, pigs, monkeys or human patients. The methods for implanting the encapsulated cells and the device are essentially as described in the US patent application. No. 12 / 618,659, U.S. Patent Nos. 7,534,608 and 7,695,965, including pancreatic progenitor cells implanted in a GELFOAM matrix and implanted below the fatty layer of the epididymis (EFP).

No fue necesaria la inmunosupresión en estos estudios, sin embargo, la inmunosupresión puede ser necesaria para ciertos mamíferos durante un período intermedio inicial hasta que los progenitores dentro del dispositivo maduren completamente y respondan a la glucosa. En algunos mamíferos, los regímenes de inmunosupresión pueden durar aproximadamente 1,2, 3, 4, 5, 6 o más semanas, y dependerán del mamífero.Immunosuppression was not necessary in these studies, however, immunosuppression may be necessary for certain mammals during an initial intermediate period until the parents within the device fully mature and respond to glucose. In some mammals, immunosuppression regimens can last approximately 1.2, 3, 4, 5, 6 or more weeks, and will depend on the mammal.

Las células trasplantadas se dejaron diferenciar y madurar adicionalmente in vivo. Para determinar si las células trasplantadas tenían una función fisiológica normal como una célula beta natural, por ejemplo, se determinarán los niveles de insulina humana analizando los niveles de péptido C humano. El péptido C humano se escinde o se procesa a partir de la proinsulina humana, por tanto, la detección de péptido C humano específicamente, y no péptido C de ratón endógeno, indica que la secreción de insulina se deriva de las células injertadas (exógenas). Los animales con implantes se someterán a ensayo para determinar los niveles de péptido C humano aproximadamente cada dos, tres o cuatro semanas inyectándoles un bolo de arginina o glucosa, preferentemente, glucosa. Las células beta entonces maduras (derivadas de células iPS pluripotentes diferenciadas) deben ser fisiológicamente funcionales y ser sensibles a la glucosa, a diferencia de las células beta naturales o endógenas. Por lo general, las cantidades de péptido C humano por encima de 50 pM o el nivel basal (umbral) medio, es un indicador de la función de las células ahora beta de los progenitores trasplantados.The transplanted cells were allowed to differentiate and mature further in vivo. To determine if the transplanted cells had a normal physiological function as a natural beta cell, for example, human insulin levels will be determined by analyzing the levels of human C-peptide. Human C-peptide is cleaved or processed from human proinsulin, therefore, the detection of specifically human C-peptide, and not endogenous mouse C-peptide, indicates that insulin secretion is derived from grafted (exogenous) cells. . Animals with implants will be tested for human C-peptide levels approximately every two, three or four weeks by injecting a bolus of arginine or glucose, preferably glucose. Then mature beta cells (derived from differentiated pluripotent iPS cells) must be physiologically functional and sensitive to glucose, unlike natural or endogenous beta cells. Generally, the amounts of human C-peptide above 50 pM or the average baseline level (threshold) is an indicator of the function of the now beta cells of the transplanted progenitors.

De manera similar a lo descrito en Kroon et al. (2008) supra, la solicitud de EE.UU. n.° 12/618.659, las patentes de EE.UU. n.° 7.534.608; 7.695.965 y 7.993.920, se espera que las células progenitoras pancreáticas encapsuladas derivadas de células hIPS maduren y se conviertan en grupos de islotes pancreáticos en funcionamiento que tengan células endocrinas, células acinares y ductales que no difieran de las de los islotes naturales. También se anticipa que las células progenitoras pancreáticas purificadas o enriquecidas derivadas de células hIPS antes del trasplante también madurarán y se convertirán en islotes pancreáticos funcionales y producirán insulina in vivo. Ciertas realizaciones para purificar y enriquecer varias poblaciones celulares diferenciadas se describen con más detalle en la solicitud de EE.UU. n.° 12/107.020, titulada "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FROM HES CELLS", presentada el martes 8 de abril de 2008, ahora la patente de EE.UU. n.° 8.338.170. Se anticipa además que las células progenitoras pancreáticas derivadas de células hIPS que se hayan crioconservado se puedan descongelar y adaptar en cultivo antes del trasplante, y por consiguiente, madurar y producir insulina in vivo. Y esa hipoglucemia puede mejorarse en animales con diabetes inducida que tengan células progenitoras pancreáticas trasplantadas derivadas de células hIPS.Similar to that described in Kroon et al. (2008) supra, the US application No. 12 / 618,659, US Pat. No. 7,534,608; 7,695,965 and 7,993,920, encapsulated pancreatic progenitor cells derived from hIPS cells are expected to mature and become functioning pancreatic islet groups that have endocrine cells, acinar and ductal cells that do not differ from those of natural islets. It is also anticipated that purified or enriched pancreatic progenitor cells derived from hIPS cells before transplantation will also mature and become functional pancreatic islets and produce insulin in vivo. Certain embodiments to purify and enrich several differentiated cell populations are described in more detail in the US application. No. 12 / 107,020, entitled "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FROM HES CELLS", filed on Tuesday, April 8, 2008, now US Pat. No. 8,338,170. It is further anticipated that pancreatic progenitor cells derived from hIPS cells that have been cryopreserved can be thawed and adapted in culture before transplantation, and therefore mature and produce insulin in vivo. And that hypoglycemia can be improved in animals with induced diabetes that have transplanted pancreatic progenitor cells derived from hIPS cells.

En resumen, células progenitoras pancreáticas totalmente encapsuladas derivadas de células hIPS en un dispositivo de macroencapsulación maduran en islotes pancreáticos fisiológicamente funcionales y se espera que produzcan insulina en respuesta a la glucosa in vivo. In summary, fully encapsulated pancreatic progenitor cells derived from hIPS cells in a macroencapsulation device mature in physiologically functional pancreatic islets and are expected to produce insulin in response to glucose in vivo.

Ejemplo 4Example 4

COMPOSICIONES DE CÉLULAS PROGENITORAS PANCREÁTICAS Y SECRETORAS DE HORMONASCOMPOSITIONS OF PANCREATIC PROGENITOR CELLS AND HORMONE SECRETORS

Las poblaciones de células hIPS diferenciadas se analizaron mediante citometría de flujo para determinar su contenido de células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 o células progenitoras pancreáticas (en fase 4); y células progenitoras/precursoras endocrinas o endocrinas (en fase 5) como se muestra en las Tablas 6a, 6b y 7, respectivamente. La Tabla 6b es el mismo conjunto de datos que figura en la Tabla 6a, pero presentado similar al de la Tabla 10 para comparación. Las poblaciones de la Tabla 6a se superponen entre sí, por ejemplo, el número total de células es superior al 100 %, porque los números totales de PDX1+ y NKX6.1+ se superponen con el de la población de células NKX6.1+/PDX1+/CHGA- ( 5a columna de la Tabla 6a). La Tabla 6b incluye solo PDX1+ y datos triple negativos (residuales), que no se muestran en la Tabla 6a. Ciertos de estos injertos de iPEC, así como otros que usan formulaciones esencialmente similares, se implantaron en animales para determinar la función in vivo; sin embargo, los niveles de péptido C en suero humano no fueron lo suficientemente robustos para un posible propósito terapéutico (datos no mostrados). Los valores mostrados son el porcentaje del total de células que pertenecen a una población dada. Los números de las células progenitoras pancreáticas (NKX6.1 (+)/PDX1 (+)/CromograninA (-)) y una población muy pequeña de NKX6.1+/PDX1-/CHGA- que están en los agregados de células en suspensión coincidieron con los observados en agregados de suspensión de células progenitoras pancreáticas derivadas de células hES y agregadas en la fase ESC como se describe en la solicitud de EE.UU. n.° 12/264.760, titulada "STEM CELL a Gg REGATE SUSPENSIONCOMPOSITIONS AND METHODS OF DIFFERENTIATION THEREOF", presentada el martes 4 de noviembre de 2008. Los niveles de células progenitoras/precursoras endocrinas y/o endocrinas también coincidieron esencialmente con los obtenidos en cultivos de células derivados de hES en la solicitud de EE. UU. n.° 12/107.020, titulada "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FROM HES CELLS", presentada el martes 8 de abril de 2008. Similar a los agregados en suspensión de células derivadas de hES, la variación de las concentraciones de diferentes factores de crecimiento en el medio de cultivo en ciertas fases de diferenciación (por ejemplo., fase 4) debería aumentar y/o disminuir ciertas poblaciones endodérmicas pancreáticas, endocrinas, endodérmicas positivas en PDX1 o tipos de células no pancreáticas.Differentiated hIPS cell populations were analyzed by flow cytometry to determine their content of pancreatic endodermal cells positive in PDX1 or pancreatic progenitor cells (in phase 4); and endocrine or endocrine progenitor / precursor cells (in phase 5) as shown in Tables 6a, 6b and 7, respectively. Table 6b is the same data set as in Table 6a, but presented similar to that of Table 10 for comparison. The populations of Table 6a overlap each other, for example, the total number of cells is greater than 100%, because the total numbers of PDX1 + and NKX6.1 + overlap with that of the NKX6.1 + / cell population. PDX1 + / CHGA- (5th column of Table 6a). Table 6b includes only PDX1 + and triple data negative (residual), which are not shown in Table 6a. Certain of these iPEC grafts, as well as others using essentially similar formulations, were implanted in animals to determine function in vivo ; however, the levels of C-peptide in human serum were not robust enough for a possible therapeutic purpose (data not shown). The values shown are the percentage of total cells that belong to a given population. The numbers of pancreatic progenitor cells (NKX6.1 (+) / PDX1 (+) / CromograninA (-)) and a very small population of NKX6.1 + / PDX1- / CHGA- that are in the aggregates of suspended cells coincided with those observed in suspension aggregates of pancreatic progenitor cells derived from hES cells and aggregated in the ESC phase as described in the US application. No. 12 / 264,760, entitled "STEM CELL to Gg REGATE SUSPENSIONCOMPOSITIONS AND METHODS OF DIFFERENTIATION THEREOF", presented on Tuesday, November 4, 2008. The levels of endocrine and / or endocrine progenitor / precursor cells also essentially coincided with those obtained in hES derived cell cultures in the US application. UU. No. 12 / 107.020, entitled "METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FROM HES CELLS", filed on Tuesday, April 8, 2008. Similar to suspension aggregates of cells derived from hES, the variation in concentrations of Different growth factors in the culture medium at certain stages of differentiation (for example, phase 4) should increase and / or decrease certain endodermal pancreatic, endocrine, endodermal populations positive in PDX1 or non-pancreatic cell types.

T l : m i i n l l r ni r n r i n f 4 r n l l lT l: m i i n l l r ni r n r i n f 4 r n l l l

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T l : m i i n l l r ni r n r i n f 4 r n l l lT l: m i i n l l r ni r n r i n f 4 r n l l l

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Tabla 7: m i i n l l n rin n f r n l l totales)Table 7: m i i n l l n rin n f r n l l total)

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Ejemplo 5Example 5

TIROSINA QUINASAS RECEPTORAS DE PECPEC TYPE REINFORCING KINASES

Los métodos descritos anteriormente son esencialmente similares a los descritos en la siguiente Tabla 8, adaptada de Schulz et al., (2012), supra. Estos y otros métodos descritos en el presente documento se pueden encontrar en las numerosas publicaciones de patentes y no patentes del solicitante, incluyendo las patentes de EE. UU. n.° 7.964.402; 8.211.699; 8.334.138; 8.008.07; y 8.153.429. The methods described above are essentially similar to those described in the following Table 8, adapted from Schulz et al., (2012), supra. These and other methods described herein can be found in the applicant's numerous patent and non-patent publications, including US patents. UU. No. 7,964,402; 8,211,699; 8,334,138; 8.008.07; and 8,153,429.

Tabla 8: Método de fabricación convencional para crear células endodérmicas pancreáticas (PEC) derivadas de hESC Table 8: Conventional manufacturing method for creating pancreatic endodermal cells (PEC) derived from hESC

Punto de Fase Condición de los medios Velocidad del frasco Velocidad de la bandeja de 6 tiempo (1-4) rotatorio pocillos Phase Point Media condition Flask speed 6-time tray speed ( 1-4) rotary wells

(día) (rpm) (rpm) ( day) ( rpm) ( rpm)

d(-1) hESC XF HA; PU 5-10 95d (-1) hESC XF HA; PU 5-10 95

Ag.Ag.

d0 1 r0.2FBS-ITS1:5000 A100 5-10 95d0 1 r0.2FBS-ITS1: 5000 A100 5-10 95

W50W50

d1 r0.2FBS-ITS1:5000 A100 5-10 95d1 r0.2FBS-ITS1: 5000 A100 5-10 95

d2 r0.2FBS-ITS1:1000 K25 IV 5-10 95d2 r0.2FBS-ITS1: 1000 K25 IV 5-10 95

d3 r0.2FBS-ITS1:1000 K25 5-10 95d3 r0.2FBS-ITS1: 1000 K25 5-10 95

d4 r0.2FBS-ITS1:1000 K25 5-10 105d4 r0.2FBS-ITS1: 1000 K25 5-10 105

d5 3 db-CTT3 N50 5-10 105d5 3 db-CTT3 N50 5-10 105

d6 db-CTT3 N50 5-10 105d6 db-CTT3 N50 5-10 105

d7 db-CTT3 N50 5-10 105d7 db-CTT3 N50 5-10 105

d8 4 db-N50 K50 E50 5-10 105d8 4 db-N50 K50 E50 5-10 105

d9 db-N50 K50 E50 5-10 95d9 db-N50 K50 E50 5-10 95

d10 db-N50 K50 E50 (o sin 5-10 95d10 db-N50 K50 E50 (or without 5-10 95

alimentación)feeding)

d11 db-N50 K50 E50 5-10 95d11 db-N50 K50 E50 5-10 95

d12 db-N50 K50 E50 5-10 95d12 db-N50 K50 E50 5-10 95

hESC Ag.: agregados de hESC; XF HA: DMEM/F12 que contiene GlutaMAX, suplementado con 10% v/v de reemplazo de suero desactivado sin Xeno, aminoácidos no esenciales al 1 % v/v, 2-mercaptoetanol 0,1 mM, penicilina/estreptomicina al 1 % v/v (todas de Life Technologies), 10 ng/ml de Heregulina-1p (Peprotech) y 10 ng/ml de Activina A (R&D Systems); SP: hESC SFM StemPro® (Life Technologies); r0.2FBS: Rp M i 1640 (Mediatech); FBS al 0,2 % (HyClone), 1 x GlutaMAX-1 (Life Technologies), penicilina/estreptomicina al 1 % v/v; ITS: Insulina-transferrinaselenio (Life Technologies) diluida a 1:5.000 o 1:1.000; A100: Activina A humana recombinante a 100 ng/ml (R&D Systems); W50: Wnt3A de ratón recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); K25: KGF humano recombinante a 25 ng/ml (R&D Systems); IV: Inhibidor de RI quinasa de TGF-p IV 2,5 pM (Em D Bioscience); db: DMEM de alto nivel de glucosa (HyClone) suplementado con suplemento B-27 x0,5 (Life Technologies), GlutaMAX x1 y penicilina/estreptomicina al 1 % v/v; CTT3: KAAD-Ciclopamina 0,25 pM (Toronto Research Chemicals) y TTNPB 3 nM (Sigma-Aldrich); N50: hESC Ag .: hESC aggregates; XF HA: DMEM / F12 containing GlutaMAX, supplemented with 10% v / v serum replacement deactivated without Xeno, 1% v / v nonessential amino acids, 0.1 mM 2-mercaptoethanol, 1% v penicillin / streptomycin / v (all of Life Technologies), 10 ng / ml Heregulin-1p (Peprotech) and 10 ng / ml Activina A (R&D Systems); SP: hESC SFM StemPro® (Life Technologies); r0.2FBS: Rp M i 1640 (Mediatech); 0.2% FBS (HyClone), 1 x GlutaMAX-1 (Life Technologies), 1% v / v penicillin / streptomycin; STI: Insulin-transferrinaselenium (Life Technologies) diluted to 1: 5,000 or 1: 1,000; A100: Recombinant human activin A at 100 ng / ml (R&D Systems); W50: 50 ng / ml recombinant mouse Wnt3A (R&D Systems); K25: recombinant human KGF at 25 ng / ml (R&D Systems); IV: TGF-p IV 2.5 pM RI kinase inhibitor (Em D Bioscience); db: High glucose DMEM (HyClone) supplemented with supplement B-27 x0.5 (Life Technologies), GlutaMAX x1 and 1% v / v penicillin / streptomycin; CTT3: 0.25 pM KAAD-Cyclopamine (Toronto Research Chemicals) and 3 nM TTNPB (Sigma-Aldrich); N50:

Nogina humana recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); K50: KGF humano recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); E50: EGF humano recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); sin alimentación: indica que las células no se volvieron a alimentar en el día indicado; db, DMEM (alto contenido de glucosa).Recombinant human nogin at 50 ng / ml (R&D Systems); K50: recombinant human KGF at 50 ng / ml (R&D Systems); E50: 50 ng / ml recombinant human EGF (R&D Systems); no feeding: indicates that the cells were not fed again on the indicated day; db, DMEM (high glucose content).

Cuando los métodos anteriores se aplicaron a las células iPS y las células progenitoras pancreáticas trasplantadas en animales, el solicitante no obtuvo sistemáticamente la misma función consistente in vivo en comparación con la aplicación de los mismos métodos a las células progenitoras pancreáticas derivadas de hESC y hES. Esto fue sorprendente, dado que las células iPS son células madre pluripotentes humanas que tienen la morfología y el patrón de expresión génica de las hESC, y pueden formar cuerpos embrioides in vitro y teratomas in vivo, lo que indica que pueden formar células de las tres capas germinales. Véase al menos, por ejemplo, Yu et al. (2007); publicación de solicitud de patente de EE.UU. n.° 2009/0047263, publicación de Solicitud de Patente Internacional N.° WO2005/80598; publicación de solicitud de patente de EE.UU. n.° 2008/0233610; publicación de solicitud de patente internacional n.° WO2008/11882, supra. Estas referencias describen que las células iPS cumplen con los criterios de definición de ESC. Por consiguiente, existe la expectativa de que las células iPS puedan sustituir a las ESC en un protocolo de diferenciación in vitro que produzca células progenitoras pancreáticas derivadas de hES que maduren aún más y se conviertan en células sensibles a la glucosa completamente funcionales in vivo. Sin embargo, dados los datos de funcionamiento in vivo inconsistentes usando los métodos anteriores, los solicitantes buscaron explorar una formulación de medios de diferenciación única para las células progenitoras pancreáticas y/o las células endodérmicas pancreáticas (PEC), es decir, las células derivadas de la fase 4 de hiPSC (o "iPEC") que son capaces de proporcionar niveles robustos esencialmente similares de función in vivo que se han observado de forma constante para la PEC derivada de hESC.When the above methods were applied to iPS cells and pancreatic progenitor cells transplanted in animals, the applicant did not systematically obtain the same consistent function in vivo compared to the application of the same methods to pancreatic progenitor cells derived from hESC and hES. This was surprising, given that iPS cells are human pluripotent stem cells that have the morphology and gene expression pattern of hESC, and can form embryoid bodies in vitro and teratomas in vivo, indicating that they can form cells of all three germ layers. See at least, for example, Yu et al. (2007); U.S. patent application publication No. 2009/0047263, International Patent Application Publication No. WO2005 / 80598; U.S. patent application publication No. 2008/0233610; International Patent Application Publication No. WO2008 / 11882, supra. These references describe that iPS cells meet the ESC definition criteria. Therefore, there is an expectation that iPS cells can replace ESCs in an in vitro differentiation protocol that produces hES-derived pancreatic progenitor cells that mature further and become fully functional glucose sensitive cells in vivo. However, given the inconsistent in vivo performance data using the above methods, applicants sought to explore a formulation of unique differentiation media for pancreatic progenitor cells and / or pancreatic endodermal cells (PEC), that is, cells derived from phase 4 of hiPSC (or "iPEC") that are capable of providing essentially similar robust levels of in vivo function that have been consistently observed for the HECP-derived PEC.

Los solicitantes informaron previamente que las células endocrinas (células CHGA+) presentes en PEC son células endocrinas polihormonales, y no son la subpoblación de células en PEC que dan lugar a islotes que tienen células secretoras de insulina sensibles a la glucosa in vivo. Véase Kelly et. al. (2011) supra. Más bien, es la población de células no endocrinas (células CHGA-), especialmente aquellas que expresan conjuntamente NKX6.1 y PDX-1, que se cree que son las PEC que, en realidad, dan lugar a los islotes en funcionamiento in vivo. Por lo tanto, El solicitante exploró si la modulación, el cambio o el desplazamiento de las proporciones relativas de subpoblaciones endocrinas y no endocrinas puede afectar a la posterior función in vivo. Applicants previously reported that endocrine cells (CHGA + cells) present in PEC are polyhormonal endocrine cells, and are not the subpopulation of cells in PEC that give rise to islets that have glucose-sensitive insulin secreting cells in vivo. See Kelly et. to the. (2011) supra. Rather, it is the population of non-endocrine cells (CHGA- cells), especially those that jointly express NKX6.1 and PDX-1, which are believed to be the PECs that actually give rise to the islets in operation in vivo . Therefore, the applicant explored whether the modulation, change or displacement of the relative proportions of endocrine subpopulations and non-endocrine can affect subsequent function in vivo.

Los esfuerzos anteriores para descifrar la señalización del receptor-ligando en hESC identificaron con éxito los factores de crecimiento que potenciaron la autorrenovación y permitieron el desarrollo de condiciones definidas de cultivo de medios. Véase Wang et al (2007) supra. Wang et al. Identificaron la Heregulina-1p como el ligando que se unió a ERBB3 e indujo la dimerización con ERBB2 para afectar la autorrenovación de hESC en ese contexto. ERBB es una tirosina quinasa receptora (RTK) y RTK son proteínas transmembrana que se expresan ampliamente y actúan como receptores de los factores de crecimiento y otras moléculas de señalización extracelular. Tras la unión del ligando, se someten a fosforilación de tirosina en restos específicos de la cola citoplasmática y activan una cascada de señalización para la unión de otros sustratos de proteínas que participan en la transducción de señales mediada por RTK. La función de RTK en varios procesos evolutivos, incluyendo la regulación de la supervivencia, la proliferación y la motilidad de las células, y su papel en la formación del cáncer está bien documentada. También se sabía que las tirosina quinasa receptoras de ERBB se expresaban en todo el páncreas humano fetal en desarrollo, aunque se desconocen las funciones específicas de ciertos receptores ERBB y sus ligandos. Véase Mari-Anne Huotari et al. (2002) "ERBB Signaling Regulates Lineage Determination of Developing Pancreatic Islet Cells in Embryonic Organ Culture", Endocrinology 143(11): 4437-4446.Previous efforts to decipher receptor-ligand signaling in hESC successfully identified the growth factors that enhanced self-renewal and allowed the development of defined media culture conditions. See Wang et al (2007) supra. Wang et al. They identified Heregulin-1p as the ligand that bound ERBB3 and induced dimerization with ERBB2 to affect hESC self-renewal in that context. ERBB is a receptor tyrosine kinase (RTK) and RTK are transmembrane proteins that are widely expressed and act as receptors for growth factors and other extracellular signaling molecules. After ligand binding, they undergo tyrosine phosphorylation on specific residues of the cytoplasmic tail and activate a signaling cascade for the binding of other protein substrates that participate in RTK-mediated signal transduction. The role of RTK in several evolutionary processes, including the regulation of cell survival, proliferation and motility, and its role in cancer formation is well documented. It was also known that ERBB receptor tyrosine kinases were expressed throughout the developing human fetal pancreas, although the specific functions of certain ERBB receptors and their ligands are unknown. See Mari-Anne Huotari et al. (2002) "ERBB Signaling Regulates Lineage Determination of Developing Pancreatic Islet Cells in Embryonic Organ Culture", Endocrinology 143 (11): 4437-4446.

Debido al papel de RTK de ERBB en la autorrenovación de células madre pluripotentes y su expresión en el páncreas humano fetal, como lo demuestran Wang et al. (2007) supra y la expresión de RTK de ERBB en el páncreas fetal humano, los solicitantes volvieron a investigar la posible activación de RTK en células endodérmicas pancreáticas in vitro (PEC) derivadas de hESC en un esfuerzo por identificar receptores y ligandos que pudieran mejorar la especificación de PEC durante la diferenciación, o la expansión a través del fomento de la autorrenovación, o algún otro mecanismo desconocido que potencie la maduración de las células secretoras de hormonas de los islotes que funcionan fisiológicamente in vivo. Las PEC se generaron en suspensión en agregados diferenciadores, esencialmente como se describe en la Tabla 8, excepto con las siguientes modificaciones.Due to the role of ERKB RTK in the self-renewal of pluripotent stem cells and their expression in the fetal human pancreas, as demonstrated by Wang et al. (2007) supra and ERBB RTK expression in the human fetal pancreas, the applicants again investigated the possible activation of RTK in in vitro pancreatic endodermal cells (PEC) derived from hESC in an effort to identify receptors and ligands that could improve the specification of PEC during differentiation, or expansion through the promotion of self-renewal, or some other unknown mechanism that potentiates the maturation of islet hormone secreting cells that function physiologically in vivo. PECs were generated in suspension in differentiating aggregates, essentially as described in Table 8, except with the following modifications.

Se generaron cuatro muestras de PEC para el análisis de transferencia de RTK. Al final de la fase 4 (o d13), se recogió una muestra "en estado estacionario" de agregados de PEC en db-N50 K50 E50. Una muestra "en inanición" representó agregados de PEC d12 que se alimentaron con medio de db (DMEM alto en glucosa o DMEM alto en glucosa suplementado con Suplemento B-27 x0,5 (Life Technologies)) solo (sin factores de crecimiento) y se recogieron el d13. Se cargaron dos muestras "pulsadas" y se cultivaron en medios db en d12, luego en d13, se cargaron con medio db-K50 E50 o medio db que contenía FBS al 2 %, durante 15 minutos antes de la cosecha. Estas condiciones pretendían detectar las RTK que estaban activas en las condiciones de la fase 4, y qué respuesta podría obtenerse con un pulso de KGF, EGF e insulina (presente en el suplemento B27) o suero. El pulso sérico fue pensado como estímulos del factor de crecimiento de amplio espectro, potencialmente identificando las RTK que están presentes en PEC y pueden activarse, pero no se estimulan con las presentes condiciones de la fase 4.Four PEC samples were generated for RTK transfer analysis. At the end of phase 4 (or d13), a "steady state" sample of PEC aggregates was collected in db-N50 K50 E50. A "starvation" sample represented aggregates of PEC d12 that were fed with db medium (high glucose DMEM or high glucose DMEM supplemented with Supplement B-27 x0.5 (Life Technologies)) alone (without growth factors) and were collected on d13. Two "pulsed" samples were loaded and grown on db media on d12, then on d13, loaded with db-K50 E50 medium or db medium containing 2% FBS, for 15 minutes before harvest. These conditions were intended to detect the RTKs that were active under the conditions of phase 4, and what response could be obtained with a pulse of KGF, EGF and insulin (present in supplement B27) or serum. The serum pulse was thought as stimuli of the broad-spectrum growth factor, potentially identifying the RTKs that are present in PEC and can be activated, but not stimulated with the present conditions of phase 4.

El análisis de RTK se realizó esencialmente como se describe anteriormente en Wang et al., (2007) supra. En resumen, se usaron matrices de anticuerpos fosfo-RTK humanos Proteome Profiler™ (R&D Systems) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Se prepararon lisados de proteína en NP-40 al 1 %, Tris-HCl 20 mM (pH 8,0), NaCl 137 mM, glicerol al 10 %, EDTA 2,0 mM, ortovanadato sódico 1,0 mM, aprotinina a 10 pg/ml y leupeptina a 10 pg/ml. Se incubaron 500 pg de lisados de proteínas recién preparados durante la noche con membranas de nitrocelulosa salpicadas de manchas por duplicado para 42 anticuerpos anti-RTK y 5 anticuerpos de control negativo, así como 8 manchas de control positivas en anti-fosfotirosina (FlG. 5A). Los anticuerpos dispuestos capturan los dominios extracelulares de las RTK fosforiladas y no fosforiladas, y las fosfo-RTK unidas se detectan con un anticuerpo antifosfo-tirosina pan conjugado a la peroxidasa de rábano picante (HRP) usando quimioluminiscencia. Véase la FIG. 5 para el diseño de la matriz de r Tk , así como la Tabla 9 que se presenta a continuación para la lista de RTK en la matriz.RTK analysis was performed essentially as described previously in Wang et al., (2007) supra. In summary, Proteome Profiler ™ (R&D Systems) human phospho-RTK antibody matrices were used according to the manufacturer's instructions. Protein lysates were prepared in 1% NP-40, 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), 137 mM NaCl, 10% glycerol, 2.0 mM EDTA, 1.0 mM sodium orthovanadate, 10% aprotinin pg / ml and leupeptin at 10 pg / ml. 500 pg of freshly prepared protein lysates were incubated overnight with duplicate stained nitrocellulose membranes for 42 anti-RTK antibodies and 5 negative control antibodies, as well as 8 positive control stains on anti-phosphotyrosine (FlG. 5A ). Arranged antibodies capture the extracellular domains of phosphorylated and non-phosphorylated RTKs, and bound phospho-RTKs are detected with a horseradish peroxidase conjugated to horseradish peroxidase (HRP) using chemiluminescence. See FIG. 5 for the design of the matrix of r Tk, as well as Table 9 below for the list of RTK in the matrix.

Tabla 9: Listado de la tirosina uinasa rece tora RTK ara el análisis de RTK de PEC Table 9: List of tyrosine kinase recept to RTK for PEC RTK analysis

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(continuación)(continuation)

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De las transferencias de RTK (Figura 6A) indicaron que los receptores de insulina e IGF1 (IR, IGF1R, respectivamente) fueron fosforilados y activados en todas las condiciones, de manera similar a lo observado previamente con hESC. Véase Wang et al (2007) supra. El receptor de EGF (EGFR, también conocido como ERBB1) se fosforiló en condiciones de estado estacionario, lo que era de esperar, dada la presencia de EGF en el medio de la fase 4. De hecho, la fosforilación de bajo nivel de ERBB2 se detectó tanto en el estado estacionario como en las condiciones de inanición. La fosforilación de EGFR y ERBB2 se elevó en cada una de las condiciones pulsadas, confirmando la capacidad del ensayo para detectar la activación en respuesta a un pulso de ligando. El VEGFR3 fosforilado también se detectó en todas las condiciones y se elevó en las muestras pulsadas. Esto sugirió que PEC produce un ligando VEGFR3 endógeno, los posibles candidatos son VEGF-C y D. El pulso sérico pareció activar receptores adicionales, incluyendo bajos niveles de fosforilación de ERBB3. La detección de ERBB2/3 fosforilado sugiere que un miembro de la familia de EGF de tipo Heregulina podría activar la señalización en PEC. TIE-2 es uno de los dos receptores de angiopoyetina, y parece estar fosforilado en un nivel bajo en respuesta al suero. Se sabe que la angiopoyetina 1 y la angiopoyetina 4 son ligandos activadores de Tie-2, mientras que la angiopoyetina 2 y la angiopoyetina 3 funcionan como antagonistas competitivos dependientes del contexto. El receptor de HGF (HGFR) también se fosforiló en respuesta al pulso sérico, lo que sugiere que el factor de crecimiento de hepatocitos también podría provocar señalización en PEC. Finalmente, aunque se detectó una fosforilación de bajo nivel de la efrina B2 RTK (EPHB2), la señalización de efroma/Eph es un sistema de señalización célula-célula unido a la membrana, y no es probable que se pueda aprovechar fácilmente en la diferenciación de PEC. Curiosamente, ERBB4 no fue fosforilado. Por lo tanto, el análisis de RTK destacó varios receptores que están fosforilados en PEC, o que pueden fosforilarse en respuesta a diferentes condiciones, por ejemplo, suero. Estos resultados sugieren que varios ligandos solubles pueden provocar la señalización de RTK en PEC y pueden impactar en la proliferación, diferenciación y/o especificación celulares, y por tanto, puede afectar a la posterior maduración para que funcionen en los islotes pancreáticos in vivo. RTK transfers (Figure 6A) indicated that insulin and IGF1 receptors (IR, IGF1R, respectively) were phosphorylated and activated in all conditions, similar to what was previously observed with hESC. See Wang et al (2007) supra. The EGF receptor (EGFR, also known as ERBB1) was phosphorylated under steady state conditions, which was expected, given the presence of EGF in the middle of phase 4. In fact, the low level phosphorylation of ERBB2 is detected both in the steady state and in the conditions of starvation. The phosphorylation of EGFR and ERBB2 was elevated in each of the pulsed conditions, confirming the ability of the assay to detect activation in response to a ligand pulse. Phosphorylated VEGFR3 was also detected in all conditions and elevated in pulsed samples. This suggested that PEC produces an endogenous VEGFR3 ligand, the possible candidates are VEGF-C and D. The serum pulse seemed to activate additional receptors, including low levels of ERBB3 phosphorylation. The detection of phosphorylated ERBB2 / 3 suggests that a member of the Heregulin-type EGF family could activate signaling in PEC. TIE-2 is one of two angiopoietin receptors, and appears to be phosphorylated at a low level in response to serum. Angiopoietin 1 and angiopoietin 4 are known to be Tie-2 activating ligands, while angiopoietin 2 and angiopoietin 3 function as competitive context-dependent antagonists. The HGF receptor (HGFR) also phosphorylated in response to serum pulse, suggesting that hepatocyte growth factor could also cause signaling in PEC. Finally, although a low level phosphorylation of the B2 RTK (EPHB2) epinephrine was detected, the efroma / Eph signaling is a cell-cell signaling system attached to the membrane, and it is unlikely that it can be easily exploited in differentiation from PEC. Interestingly, ERBB4 was not phosphorylated. Therefore, the RTK analysis highlighted several receptors that are phosphorylated in PEC, or that can be phosphorylated in response to different conditions, for example, serum. These results suggest that several soluble ligands can cause RTK signaling in PEC and may impact cell proliferation, differentiation and / or specification, and therefore may affect subsequent maturation to function in pancreatic islets in vivo.

Ejemplo 6Example 6

LOS FACTORES DE CRECIMIENTO DE HEREGULINA Y FGF2 AFECTAN A LA PEC DERIVADA DE LAS COMPOSICIONES DE HESCTHE GROWTH FACTORS OF HEREGULIN AND FGF2 AFFECT THE PEC DERIVED FROM THE HESC COMPOSITIONS

En vista de los análisis de las RTK, que demostraron que ciertas RTK se activaron (o fosforilaron) en ciertas condiciones como se ha descrito anteriormente en el Ejemplo 5, y dado que parecía que al menos se activaron ERBB2 y ERBB3 en PEC (después de 13 días de diferenciación de las fases 1-4), el solicitante intentó determinar el efecto de la Heregulina cuando se aplicó a las células en fase 3 y 4.In view of the RTK analyzes, which demonstrated that certain RTKs were activated (or phosphorylated) under certain conditions as described above in Example 5, and since it appeared that at least ERBB2 and ERBB3 were activated in PEC (after 13 days of differentiation of phases 1-4), the applicant tried to determine the effect of Heregulin when it was applied to cells in phases 3 and 4.

Los estudios preliminares se realizaron con Heregulina y FGF. En algunos de estos estudios, se incluyeron inhibidores de Rho-quinasa, Y-27632. Estos estudios preliminares mostraron que el tratamiento de células madre pluripotentes durante un día en la fase 1 con 10 ng/ml de Heregulina-1p (la misma concentración e isómero de Heregulina que se desvela en Wang et al. (2007)) aumentó el tamaño de los agregados celulares derivados de hES en cultivo en suspensión en comparación con el tamaño de los agregados celulares derivados de hES en cultivo en suspensión sin Heregulina-1p (Hrg1p). Un aumento en el tamaño del agregado celular es ventajoso, porque da como resultado una mayor masa celular para su posterior implantación y prueba de la función en animales. Además, el tamaño del disco agregado aumentó cuando Hrg1p aumentó de 10 ng/ml a 50 ng/ml en la fase 3. Este resultado también se observó cuando se usaron 50 ng/ml de otro factor de crecimiento, FGF2, en la fase 3 en comparación con cultivos en ausencia de FGF2. También se observó un aumento en el tamaño de los agregados celulares cuando los cultivos en fase 3 se expusieron a días adicionales de exposición a FGF2, por ejemplo, 3 días de FGF2 a 50 ng/ml en comparación con 2 días. Preliminary studies were conducted with Heregulin and FGF. In some of these studies, Rho-kinase inhibitors, Y-27632 were included. These preliminary studies showed that the treatment of pluripotent stem cells during a day in phase 1 with 10 ng / ml of Heregulin-1p (the same concentration and isomer of Heregulin that is disclosed in Wang et al. (2007)) increased the size of cell aggregates derived from hES in suspension culture compared to the size of cell aggregates derived from hES in suspension culture without Heregulin-1p (Hrg1p). An increase in the size of the cell aggregate is advantageous, because it results in a greater cell mass for subsequent implantation and function test in animals. In addition, aggregate disk size increased when Hrg1p increased from 10 ng / ml to 50 ng / ml in phase 3. This result was also observed when 50 ng / ml of another growth factor, FGF2, was used in phase 3. compared to cultures in the absence of FGF2. An increase in the size of cell aggregates was also observed when phase 3 cultures were exposed to additional days of exposure to FGF2, for example, 3 days of FGF2 at 50 ng / ml compared to 2 days.

La Tabla 10 proporciona un resumen del análisis de citometría de flujo de células PEC tratadas con Hrg1p y FGF2 en la fase 3. Las células endocrinas se denotan como CHGA positivas (o CHGA+) y las células no endocrinas se denotan como CHGA negativas (o CHGA-). Las células endocrinas (CHGA+) y no endocrinas (CHGA-) pueden teñirse positivamente para otros marcadores, por ejemplo, positivas en PDX1 y/o NKX6.1. Las células que no se tiñen con ninguno de los marcadores probados se denominan células triple negativas o células residuales (CHGA-/NKX6.1-/PDX1).Table 10 provides a summary of the flow cytometry analysis of PEC cells treated with Hrg1p and FGF2 in phase 3. Endocrine cells are denoted as CHGA positive (or CHGA +) and non-endocrine cells are denoted as CHGA negative (or CHGA -). Endocrine (CHGA +) and non-endocrine (CHGA-) cells can be stained positively for other markers, for example, positive on PDX1 and / or NKX6.1. Cells that do not stain with any of the tested markers are called triple negative cells or residual cells (CHGA- / NKX6.1- / PDX1).

T l 1 : An li i i m rí fl PE riv hE r n H r lin F F2 T l 1: An li iim rí fl PE riv hE rn H r lin F F2

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Para determinar si el aumento en el tamaño de los agregados celulares afectó a las subpoblaciones de PEC, la composición de las poblaciones de PEC se analizó mediante citometría de flujo. En comparación con los cultivos de control, por lo que no se usaron Hrglp y FGF2 para diferenciar las células, la subpoblación no endocrina de PEC (CHGA-) aumentó del 54,01 % al 61,2 % con la adición de 10 ng/ml de Hrglp en la fase 3, y aumentó del 54,01 % al 64,2 % con la adición de 50 ng/ml de Hrg1p en la fase 3. La subpoblación endocrina (CHGA+) no se vio afectada significativamente con el tratamiento de 10 ng/ml de Hrg1p, pero más aún con 50 ng/ml. En paralelo, los niveles relativos de células residuales disminuyeron y más aún con 50 ng/ml de Hrg1p. Por tanto, el aumento en el tamaño de los agregados celulares con el tratamiento con Hrg1p se atribuyó principalmente al aumento en las subpoblaciones no endocrinas en relación con las subpoblaciones endocrinas y residuales.To determine whether the increase in the size of the cell aggregates affected the PEC subpopulations, the composition of the PEC populations was analyzed by flow cytometry. Compared to the control cultures, so Hrglp and FGF2 were not used to differentiate the cells, the non-endocrine subpopulation of PEC (CHGA-) increased from 54.01% to 61.2% with the addition of 10 ng / ml of Hrglp in phase 3, and increased from 54.01% to 64.2% with the addition of 50 ng / ml of Hrg1p in phase 3. Endocrine subpopulation (CHGA +) was not significantly affected with the treatment of 10 ng / ml of Hrg1p, but even more with 50 ng / ml. In parallel, the relative levels of residual cells decreased and even more with 50 ng / ml of Hrg1p. Therefore, the increase in the size of the cell aggregates with the treatment with Hrg1p was mainly attributed to the increase in non-endocrine subpopulations in relation to endocrine and residual subpopulations.

El efecto de FGF2 en los cultivos en fase 3 fue similar pero incluso más pronunciado que el de Hrg1p. Por ejemplo, la subpoblación no endocrina PEC (CHGA-) aumentó como lo hizo para Hrg1p. El efecto principal del FGF2 en estos cultivos fue la disminución sustancial en la subpoblación endocrina. En algunos casos, estas células fueron casi no detectables con 3 días de tratamiento (del 32,9 % al 0,33 %). Por consiguiente, el aumento en el tamaño de los agregados celulares para los cultivos tratados con FGF2 se atribuyó principalmente al aumento en las subpoblaciones no endocrinas, y en algunos casos, subpoblaciones de células residuales (del 13,1 % al 22,7 % durante 3 días en la fase 3).The effect of FGF2 on phase 3 cultures was similar but even more pronounced than that of Hrg1p. For example, the PEC non-endocrine subpopulation (CHGA-) increased as it did for Hrg1p. The main effect of FGF2 in these cultures was the substantial decrease in endocrine subpopulation. In some cases, these cells were almost undetectable with 3 days of treatment (from 32.9% to 0.33%). Therefore, the increase in the size of cell aggregates for FGF2 treated cultures was mainly attributed to the increase in non-endocrine subpopulations, and in some cases, residual cell subpopulations (from 13.1% to 22.7% during 3 days in phase 3).

Por lo tanto, la Heregulina y/o FGF2 parecen desempeñar un papel en la especificación de las células de las poblaciones de PEC. Esto es sorprendente, dado que Wang et al (2007) supra informaron que la Heregulina sola desempeñó un papel en la renovación celular cuando se usó en el contexto con células madre pluripotentes.Therefore, Heregulin and / or FGF2 seem to play a role in the specification of cells in PEC populations. This is surprising, given that Wang et al (2007) supra reported that Heregulin alone played a role in cell renewal when used in context with pluripotent stem cells.

Ejemplo 7Example 7

MÉTODOS PARA MEJORAR LA FUNCIÓN DE INJERTO IN VIVO DE PEC MEDIANTE EL TRATAMIENTO DE CULTIVOS DE CÉLULAS DERIVADAS DE IPS CON HEREGULINAMETHODS FOR IMPROVING THE PEC IN VIVID INJECTION FUNCTION THROUGH THE CULTURE TREATMENT OF CELLS DERIVED FROM IPS WITH HEREGULIN

Debido a que los métodos de acuerdo con la Tabla 8 cuando se aplicaron a iPSC para producir iPEC no proporcionaron una función in vivo potente en animales, los solicitantes exploraron otros métodos para la producción de iPEC. Los cambios en el método convencional como se establece en la Tabla 8 incluyen, pero sin limitación: la optimización del número de veces que se pasa cualquier iPSC; modulación de los niveles de la señalización de BMP; modulación de los parámetros de agregación de la suspensión de iPSC durante la expansión y la diferenciación (por ejemplo, fuerza de cizalla, velocidad de rotación y similares); la optimización de las concentraciones, el tiempo de uso y la duración del uso de factores de crecimiento, tal como inhibidores de Wnt, Activina y rho-quinasa; y el tratamiento con otros factores de crecimiento en varias fases 1 a 4 del protocolo de diferenciación como candidatos para mejorar la masa celular, la proliferación, la diferenciación, supervivencia de las células, y similares (por ejemplo, ligandos de ERBB). Estos numerosos experimentos iterativos fueron probados solos o en combinación, para determinar cómo se podrían optimizar los métodos de diferenciación para las iPSC durante las fases 1-4. Dichos métodos de diferenciación optimizados producen poblaciones de iPEC que, cuando se injertaron, dieron como resultado potentes células secretoras de insulina sensibles a la glucosa in vivo similares a las observadas e informadas para hESC. La siguiente Tabla 11 describe las condiciones de referencia, con y sin Heregulina, que se demostraron para diferenciar iPSC a iPEC, que maduraron más tarde a células de los islotes sensibles a la glucosa in vivo. Las condiciones iniciales fueron similares a las descritas en los Ejemplos 1, 2 y 5, así como en la Tabla 8 de el presente documento, excepto que la Heregulina se añadió en las fases 3 y 4. Aunque se usaron 30 ng/ml de Hrg1p, son adecuadas las concentraciones que varían de 10 ng/ml a 50 ng/ml, o incluso superiores a 50 ng/ml. Asimismo, la adición de un inhibidor de la rhoquinasa, Y-27632, se mantuvo en los cultivos de diferenciación como se describe en el Ejemplo 2.Because the methods according to Table 8 when applied to iPSC to produce iPEC did not provide a potent in vivo function in animals, applicants explored other methods for the production of iPEC. Changes in the conventional method as set forth in Table 8 include, but are not limited to: optimization of the number of times any iPSC is passed; modulation of BMP signaling levels; modulation of the aggregation parameters of the iPSC suspension during expansion and differentiation (for example, shear force, rotation speed and the like); optimization of concentrations, time of use and duration of use of growth factors, such as inhibitors of Wnt, Activin and rho-kinase; and treatment with other growth factors in various phases 1 to 4 of the differentiation protocol as candidates to improve cell mass, proliferation, differentiation, cell survival, and the like (eg, ERBB ligands). These numerous iterative experiments were tested alone or in combination, to determine how differentiation methods could be optimized for iPSCs during phases 1-4. Such optimized differentiation methods produce populations of iPEC that, when grafted, resulted in potent glucose-sensitive insulin secreting cells in vivo similar to those observed and reported for hESC. The following Table 11 describes the reference conditions, with and without Heregulin, which were demonstrated to differentiate iPSC from iPEC, which later matured to glucose sensitive islet cells in vivo. The initial conditions were similar to those described in Examples 1, 2 and 5, as well as in Table 8 of this document, except that Heregulin was added in phases 3 and 4. Although 30 ng / ml of Hrg1p were used , concentrations ranging from 10 ng / ml to 50 ng / ml, or even greater than 50 ng / ml are suitable. Also, the addition of a rhokinase inhibitor, Y-27632, was maintained in the differentiation cultures as described in Example 2.

Tabla 11: Comparación de las formulaciones de medios de diferenciación del momento basal y de Heregulina para la fabricación de células endodérmicas pancreáticas (PEC) derivadas de iPSC Table 11: Comparison of the differentiation formulations of baseline and Heregulin momentum for the manufacture of pancreatic endodermal cells (PEC) derived from iPSC

Momento basal (Sin Heregulina) Fase (1-4) Momento basal con Heregulina 20 % de KSR-F10 A10 Y10 iPSC Ag. 20 % de KSR-F10 A10 Y10Basal Moment (Without Heregulin) Phase (1-4) Basal Moment with Heregulin 20% of KSR-F10 A10 Y10 iPSC Ag. 20% of KSR-F10 A10 Y10

r0.2FBS-ITS1:5000 A100 W100 Y10 1 r0.2FBS-ITS1:5000 A100 W100 Y10 r0.2FBS-ITS1:5000 A100 Y10 r0.2FBS-ITS1:5000 A100 Y10r0.2FBS-ITS1: 5000 A100 W100 Y10 1 r0.2FBS-ITS1: 5000 A100 W100 Y10 r0.2FBS-ITS1: 5000 A100 Y10 r0.2FBS-ITS1: 5000 A100 Y10

r0.2FBS-ITS1:1000 IV K25 Y10 2 r0.2FBS-ITS1:1000 IV K25 Y10r0.2FBS-ITS1: 1000 IV K25 Y10 2 r0.2FBS-ITS1: 1000 IV K25 Y10

r0.2FBS-ITS1:1000 K25 Y10 r0.2FBS-ITS1:1000 K25 Y10r0.2FBS-ITS1: 1000 K25 Y10 r0.2FBS-ITS1: 1000 K25 Y10

r0.2FBS-ITS1:1000 K25 r0.2FBS-ITS1:1000 K25r0.2FBS-ITS1: 1000 K25 r0.2FBS-ITS1: 1000 K25

db- CTT3 N50 3 db- CTT3 N50 H30db- CTT3 N50 3 db- CTT3 N50 H30

db- CTT3 N50 db- CTT3 N50 H30db- CTT3 N50 db- CTT3 N50 H30

db- CTT3 N50 db- CTT3 N50 H30db- CTT3 N50 db- CTT3 N50 H30

db- N50 K50 E50 Y10 4 db- N50 K50 E50 H30 Y10db- N50 K50 E50 Y10 4 db- N50 K50 E50 H30 Y10

db- N50 K50 E50 Y10 db- N50 K50 E50 H30 Y10db- N50 K50 E50 Y10 db- N50 K50 E50 H30 Y10

db- N50 K50 E50 (o sin alimentación) db- N50 K50 E50 (o sin alimentación) db- N50 K50 E50 Y10 db- N50 K50 E50 H30 Y10db- N50 K50 E50 (or without power) db- N50 K50 E50 (or without power) db- N50 K50 E50 Y10 db- N50 K50 E50 H30 Y10

db- N50 K50 E50 Y10 db- N50 K50 E50 H30 Y10db- N50 K50 E50 Y10 db- N50 K50 E50 H30 Y10

Agregados de iPSC: agregados de iPSC; KSR: suero desactivado (Life Technologies); F10: bFGF a 10 ng/ml (R&D Systems); A10: Activina A a 10 ng/ml (R&D Systems); A100: Activina A a 100 ng/ml; r0.2FBS: RPMI 1640 (Mediatech); FBS al 0,2 % (HyClone), 1x GlutaMAX-1 (Life Technologies), penicilina/estreptomicina al 1 % v/v; ITS: Insulina-transferrina-selenio (Life Technologies) diluida a 1:5.000 o 1:1.000; A100: Activina A humana recombinante a 100 ng/ml (R&D Systems); K25: KGF humano recombinante a 25 ng/ml (R&D Systems); CTT3: KAAD-ciclopamina 0,25 |jM (Toronto Research Chemicals) y TTNPB 3 nM (Sigma-Aldrich); N50: Nogina humana recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); K50: KGF humano recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); E50: EGF humano recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); Y10: Y-27632 10 j M; Solución madre 20 mM, x2000; H30: Heregulina a 30 ng/ml (solución madre a 100 g/ml); db, DMEM (alto contenido de glucosa).IPSC aggregates: iPSC aggregates; KSR: serum deactivated (Life Technologies); F10: bFGF at 10 ng / ml (R&D Systems); A10: Activin A at 10 ng / ml (R&D Systems); A100: Activin A at 100 ng / ml; r0.2FBS: RPMI 1640 (Mediatech); 0.2% FBS (HyClone), 1x GlutaMAX-1 (Life Technologies), 1% v / v penicillin / streptomycin; STI: Insulin-transferrin-selenium (Life Technologies) diluted to 1: 5,000 or 1: 1,000; A100: Recombinant human activin A at 100 ng / ml (R&D Systems); K25: recombinant human KGF at 25 ng / ml (R&D Systems); CTT3: 0.25 | jM KAAD-cyclopamine (Toronto Research Chemicals) and 3 nM TTNPB (Sigma-Aldrich); N50: Recombinant human nogin at 50 ng / ml (R&D Systems); K50: recombinant human KGF at 50 ng / ml (R&D Systems); E50: 50 ng / ml recombinant human EGF (R&D Systems); Y10: Y-27632 10 jM; 20 mM stock solution, x2000; H30: Heregulin at 30 ng / ml (stock solution at 100 g / ml); db, DMEM (high glucose content).

Para determinar el efecto de la adición de Heregulina o de Heregulina y un inhibidor de la rho-quinasa en subpoblaciones de células en fase 3 y 4, las poblaciones de iPEC fueron analizadas por citometría de flujo. La Tabla 12 proporciona un resumen del análisis de citometría de flujo de varias poblaciones de iPEC usando las formulaciones expuestas en la Tabla 11, así como las formulaciones que se modificaron al aumentar la concentración de Activina hasta 200 ng/ml. Además, la Tabla 12 muestra las condiciones generales usadas para cada conjunto de experimentos (momento basal con o sin Heregulina) y los porcentajes relativos de los tipos de células de la población de iPEC (endocrina, no endocrina, subpoblaciones de células positivas en PDX1, residuales o triple negativas). La Tabla 12 también desvela datos sobre la función in vivo de las células producidas en cada experimento.To determine the effect of the addition of Heregulin or Heregulin and a rho-kinase inhibitor in subpopulations of phase 3 and 4 cells, iPEC populations were analyzed by flow cytometry. Table 12 provides a summary of the flow cytometry analysis of several iPEC populations using the formulations set forth in Table 11, as well as the formulations that were modified by increasing the concentration of Activin to 200 ng / ml. In addition, Table 12 shows the general conditions used for each set of experiments (baseline with or without Heregulin) and the relative percentages of the cell types of the iPEC population (endocrine, non-endocrine, PDX1 positive cell subpopulations, residual or triple negative). Table 12 also reveals data on the in vivo function of the cells produced in each experiment.

Tabla 12: Com osiciones de iPEC de cultivos de células derivadas de iPS tratadas con Here ulinaTable 12: iPEC compositions of iPS derived cell cultures treated with Here ulina

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(continuación)(continuation)

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En determinadas condiciones, la relación de subpoblaciones de células en el PEC (hESC, E2354) y iPEC (E2314, E2344, E2347) se alteraron las poblaciones. Por ejemplo, a veces, el porcentaje de células endocrinas (CHGA+) disminuyó y el porcentaje de células no endocrinas (CHGA-/NKX6.1+/PDX1+) aumentó en comparación con las condiciones iniciales (sin Heregulina). Aunque parecía que la Heregulina era responsable de cambiar las proporciones de las células endocrinas en relación con las células no endocrinas en estas poblaciones de PEC y iPEC, en el experimento n° 2380 (E2380), el nivel de células endocrinas (CHGA+) aumentó en lugar de disminuir con la adición de Heregulina.Under certain conditions, the ratio of cell subpopulations in the PEC (hESC, E2354) and iPEC (E2314, E2344, E2347) populations were altered. For example, sometimes, the percentage of endocrine cells (CHGA +) decreased and the percentage of non-endocrine cells (CHGA- / NKX6.1 + / PDX1 +) increased compared to the initial conditions (without Heregulin). Although it appeared that Heregulin was responsible for changing the proportions of endocrine cells in relation to non-endocrine cells in these populations of PEC and iPEC, in experiment No. 2380 (E2380), the level of endocrine cells (CHGA +) increased by instead of decreasing with the addition of Heregulin.

Para determinar si el cambio en la composición de las poblaciones de PEC y iPEC afectó a la función in vivo, se trasplantaron injertos de PEC e iPEC de la mayoría de los experimentos descritos en la Tabla 12 a ratones esencialmente como se ha descrito anteriormente en el presente documento y en otras publicaciones de patentes y no de patentes del solicitante, incluyendo Schulz et al. (20l2) y Kroon et al (2008), supra y las patentes de Ee .UU. n.° 7.534.608; 7.695.965; 7.993.920 y 8.278.106, supra. En resumen, las poblaciones de PEC e iPEC se encapsularon completamente con un dispositivo de encapsulación de células semipermeable biodegradable, algunos de los cuales incluían microperforaciones. Los dispositivos fueron fabricados por el solicitante, y se describen detalladamente en la patente de EE.UU. n.° 8.278.106, Titulada "ENCAPSULATION OF PANCREATIC CELLS FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", presentada el viernes 13 de noviembre de 2009. Los ensayos de secreción de insulina estimulada por glucosa (GSIS) se realizaron a partir de aproximadamente 56 días después del implante. La sangre se recogió antes de (ayunas) y en combinaciones de 30 y/o 60 minutos después de la administración de la glucosa. La función del injerto se evaluó midiendo las concentraciones de péptido C humano en el suero en respuesta a la administración de la glucosa.To determine whether the change in the composition of the PEC and iPEC populations affected function in vivo, PEC and iPEC grafts were transplanted from most of the experiments described in Table 12 to mice essentially as described previously in the This document and in other patent and non-patent publications of the applicant, including Schulz et al. (20l2) and Kroon et al (2008), supra and US patents. No. 7,534,608; 7,695,965; 7,993,920 and 8,278,106, supra. In summary, the populations of PEC and iPEC were fully encapsulated with a biodegradable semipermeable cell encapsulation device, some of which included microperforations. The devices were manufactured by the applicant, and are described in detail in US Pat. No. 8,278,106, entitled "ENCAPSULATION OF PANCREATIC CELLS FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", presented on Friday, November 13, 2009. Glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) assays were performed from approximately 56 days later of the implant Blood was collected before (fasting) and in combinations 30 and / or 60 minutes after glucose administration. Graft function was evaluated by measuring the concentrations of human C-peptide in the serum in response to glucose administration.

La cantidad de péptido C humano liberada en el suero es indicativa de la cantidad de insulina liberada. El péptido C es un péptido corto de 31 aminoácidos que conecta o une las cadenas A y B de la proinsulina y la preproinsulina, que se secreta por el funcionamiento de las células beta o secretoras de insulina. Como ha sido analizado anteriormente por Kroon et al. (2008) supra et al., son apropiadas las mediciones de péptido C humano para la evaluación de la liberación de insulina generada de novo por las células implantadas. Por consiguiente, los niveles de péptido C humano en el suero de estos animales son una medida de la función in vivo de los injertos de PEC e iPEC maduras. El péptido C humano se detectó en el suero al menos 8 semanas después del implante. Con semanas adicionales de implante y en ayunas, los niveles de péptido C estimulados por la glucosa aumentaron con los niveles máximos de desplazamiento del péptido C de 60 minutos a 30 minutos después de la administración de glucosa, lo que es indicativo de una respuesta más rápida a la exposición a la glucosa a medida que las células de insulina van madurando. Hubo algunos ratones que no pudieron presentar la función o fueron sacrificados debido a una mala salud; sin embargo, estos ratones estaban en cohortes que, en cambio, presentaban animales de alto nivel de funcionamiento, sugiriendo así un fallo del injerto en lugar de una incapacidad de las células implantadas para diferenciarse y funcionar.The amount of human C-peptide released in the serum is indicative of the amount of insulin released. Peptide C is a short 31-amino acid peptide that connects or binds chains A and B of proinsulin and preproinsulin, which is secreted by the functioning of insulin secreting beta or secretory cells. As previously analyzed by Kroon et al. (2008) supra et al., Measurements of human C-peptide are appropriate for the evaluation of de novo- generated insulin release by implanted cells. Accordingly, the levels of human C-peptide in the serum of these animals are a measure of the in vivo function of mature PEC and iPEC grafts. Human C-peptide was detected in the serum at least 8 weeks after implantation. With additional weeks of implant and fasting, glucose-stimulated C-peptide levels increased with maximum levels of C-peptide displacement from 60 minutes to 30 minutes after glucose administration, which is indicative of a faster response. to glucose exposure as insulin cells mature. There were some mice that could not present the function or were sacrificed due to poor health; however, these mice were in cohorts that, on the other hand, presented high-functioning animals, thus suggesting a graft failure rather than an inability of the implanted cells to differentiate and function.

Las FIG. 7A-C muestran los niveles de péptido C humano en el suero tras la administración de glucosa para todos los experimentos indicados en la Tabla 12, a excepción de E2344. Las FIG. 7A-C muestran que, en comparación con los controles de referencia, aquellos injertos resultantes del tratamiento con Heregulina, en general, resultaron tener niveles más altos de péptido C humano en suero. Por ejemplo, en la FIG. 7A, en el experimento 2380, hay un aumento de aproximadamente 5 veces (933 pM: 200 pM a los 60 minutos después de la administración de glucosa) en los injertos resultantes del tratamiento con Heregulina en comparación con los preparados sin Heregulina (momento basal). La Heregulina parece tener un menor efecto sobre las PEC producidas a partir de hESC, ya que el experimento 2354 (FIG. 7C) no muestra niveles más altos de péptido C en suero en aquellos injertos resultantes del tratamiento con Heregulina en comparación con los controles de referencia. Además, al comparar las PEC derivadas de hESC (CyT203) e iPEC derivadas de iPSC, los injertos de iPEC tienen una función comparable in vivo a los injertos de PEC (por ejemplo, compárense la FIG.7A y la FiG. 7B (injertos de iPSC) con la FIG.7c (CyT203 hESC). Como tales, los injertos de iPEC son tan robustos como los injertos de PEC. Asimismo, las proporciones relativas de células endocrinas con respecto a no endocrinas, que pareció afectar a algunas de las poblaciones de iPEC (por ejemplo, E2314, E2347 y E2354), no pareció afectar a la función in vivo debido a que iPEC de E2380, que no tuvo el mismo cambio en las subpoblaciones endocrinas y no endocrinas, también mostró buena función (véase FIG.7A-C).FIG. 7A-C show the levels of human C-peptide in the serum after glucose administration for all the experiments indicated in Table 12, with the exception of E2344. FIG. 7A-C show that, in comparison to the reference controls, those grafts resulting from treatment with Heregulin, in general, were found to have higher levels of human C-peptide in serum. For example, in FIG. 7A, in experiment 2380, there is an increase of approximately 5 times (933 pM: 200 pM at 60 minutes after administration of glucose) in grafts resulting from Heregulin treatment compared to preparations without Heregulin (baseline) . Heregulin appears to have a lower effect on PECs produced from hESC, since experiment 2354 (FIG. 7C) does not show higher levels of serum C-peptide in those grafts resulting from treatment with Heregulin compared to the controls of reference. In addition, when comparing the PEC derived from hESC (CyT203) and iPEC derived from iPSC, iPEC grafts have a function comparable in vivo to PEC grafts (for example, compare FIG. 7A and FiG. 7B (grafts of iPSC) with FIG.7c (CyT203 hESC) As such, iPEC grafts are as robust as PEC grafts, and the relative proportions of endocrine cells with respect to non-endocrine, which seemed to affect some of the populations of iPEC (for example, E2314, E2347 and E2354), it did not seem to affect in vivo function because iPEC of E2380, which did not have the same change in Endocrine and non-endocrine subpopulations also showed good function (see FIG.7A-C).

Además ensayarse para la secreción de insulina estimulada por glucosa, los injertos de iPEC maduros se ensayaron para determinar si solo podían mantener la euglucemia, similar a la euglicemia mantenida por PEC derivadas de hESC, Si las células beta del animal hospedador fueron destruidas. esto implicó la destrucción de las células beta del ratón implantado usando la toxina de células beta, estreptozotocina (STZ), que muestra una mayor citotoxicidad contra las células beta murinas en comparación con las células beta humanas. Se tomaron mediciones de glucosa en sangre no en ayunas al azar para cada ratón antes y después del tratamiento con STZ. Tras la implantación del injerto de iPEC en el día 13 después del tratamiento con STZ, se reanudó la hiperglucemia (cabe señalar el aumento de la glucosa en sangre), lo que demuestra el control de la glucemia por el injerto de iPEC en lugar del páncreas de ratón endógeno (véanse la Figura 8A y Figura 8B.In addition to being tested for glucose-stimulated insulin secretion, mature iPEC grafts were tested to determine if they could only maintain euglycemia, similar to euglycemia maintained by PEC derived from hESC, if the host animal's beta cells were destroyed. this involved the destruction of the beta cells of the implanted mouse using the beta cell toxin, streptozotocin (STZ), which shows a higher cytotoxicity against murine beta cells compared to human beta cells. Blood glucose measurements were taken without random fasting for each mouse before and after STZ treatment. After implantation of the iPEC graft on day 13 after treatment with STZ, hyperglycemia was resumed (blood glucose increase should be noted), demonstrating glycemic control by the iPEC graft instead of the pancreas of endogenous mouse (see Figure 8A and Figure 8B.

Además, pareció haber un efecto sinérgico cuando se proporcionaron Heregulina y un inhibidor de la rho-quinasa durante las fases 1-4 de diferenciación (véase la Tabla 11). Por ejemplo, la iPSC tratada con Heregulina en las fases 3 y 4 sin un inhibidor de la rho-quinasa dio como resultado una masa celular visiblemente pobre, de manera que hizo imposible la implantación. El apoyo adicional para la sinergia de la Heregulina y un inhibidor de la rho-quinasa fue evidente en algunos de los experimentos, por ejemplo, E2356, E2380, por lo que las condiciones del momento basal con un inhibidor de la rho-quinasa solo no funcionaron tan sólidamente como un injerto con el inhibidor de la rhoquinasa y la Heregulina (véanse las Fig. 7A y B). Parece que el tratamiento con Heregulina y un inhibidor de la rhoquinasa no fue aditivo, porque la adición de la Heregulina sola proporcionó una masa celular insuficiente para el trasplante, y la adición de un inhibidor de la rho-quinasa solo (condiciones iniciales) tuvo una función in vivo deficiente. Como tal, el suministro de Heregulina sola o un inhibidor de la rho-quinasa solo no es esencialmente similar al efecto de suma de los dos combinados. Es decir, por sí solos, ninguno de los dos da como resultado una respuesta de glucosa robusta in vivo, pero combinados producen una respuesta de glucosa similar a la de las células derivadas de hES. Por consiguiente, parece que el suministro de Heregulina y un inhibidor de la rho-quinasa es sinérgico, ya que su efecto combinado es superior a la suma del efecto de cada uno por separado. Es decir, las iPEC tratadas con el inhibidor de la rho-quinasa y Heregulina maduraron in mostrando secreción de insulina estimulada por glucosa, y fueron capaces de mantener la euglucemia en un modelo de ratón con diabetes (véase FIG.7A-B y FIG.8A-B). In addition, there appeared to be a synergistic effect when Heregulin and a rho-kinase inhibitor were provided during phases 1-4 of differentiation (see Table 11). For example, the iPSC treated with Heregulin in phases 3 and 4 without a rho-kinase inhibitor resulted in a visibly poor cell mass, so that implantation was impossible. Additional support for the synergy of Heregulin and a rho-kinase inhibitor was evident in some of the experiments, for example, E2356, E2380, so baseline conditions with a rho-kinase inhibitor alone did not they functioned as solidly as a graft with the rhokinase and heregulin inhibitor (see Fig. 7A and B). It seems that treatment with Heregulin and a rhokinase inhibitor was not additive, because the addition of Heregulin alone provided an insufficient cell mass for transplantation, and the addition of a rho-kinase inhibitor alone (initial conditions) had a poor in vivo function. As such, the supply of Heregulin alone or a rho-kinase inhibitor alone is not essentially similar to the sum effect of the two combined. That is, by themselves, neither of them results in a robust glucose response in vivo, but in combination they produce a glucose response similar to that of hES derived cells. Therefore, it appears that the supply of Heregulin and a rho-kinase inhibitor is synergistic, since its combined effect is greater than the sum of the effect of each separately. That is, the iPEC treated with the rho-kinase inhibitor and Heregulin matured in showing glucose-stimulated insulin secretion, and were able to maintain euglycemia in a mouse model with diabetes (see FIG. 7A-B and FIG. 8A-B).

La funcionalidad de ERBB requiere unión al ligando, dimerización de receptores y tráfico de receptores. La variabilidad en cada proceso puede producir una regulación diferencial de los receptores y las señales de cadena abajo que controlan. Por ejemplo, ligandos de ERBB distintos se unen a los receptores de ERBB con diferentes afinidades, por tanto, alterando los patrones y la dinámica de la formación de dímeros ERBB. La Tabla 13 muestra las muchas posibles combinaciones diferentes de ligandos y complejos de unión al receptor. Las revisiones relacionadas con la complejidad de este sistema son proporcionadas por Oda, et al. (2005) "A comprehensive pathway map of epidermal growth factor receptor signaling", Mol. Syst. Biol., 1 (2005) y Lazzara et al. (2009) "Quantitative modeling perspectives on the ERBB system of cell regulatory processes", Experimental Cell Research 315(4):717-725.ERBB functionality requires ligand binding, receptor dimerization and receptor traffic. Variability in each process can produce differential regulation of the receptors and the down-chain signals they control. For example, different ERBB ligands bind to ERBB receptors with different affinities, therefore, altering the patterns and dynamics of ERBB dimer formation. Table 13 shows the many different possible combinations of ligands and receptor binding complexes. The reviews related to the complexity of this system are provided by Oda, et al. (2005) "A comprehensive pathway map of epidermal growth factor receptor signaling", Mol. Syst Biol., 1 (2005) and Lazzara et al. (2009) "Quantitative modeling perspectives on the ERBB system of cell regulatory processes", Experimental Cell Research 315 (4): 717-725.

T l 1 : Tir in in r r ERBB li n T l 1: Tir in in rr ERBB li n

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Huotari et al. sugirieron que la neuregulina-4 puede modular los niveles relativos de las subpoblaciones de células endocrinas aumentando el número de células de somatostatina (delta) a expensas de las células de glucagón (alfa), y que la neuregulina-4 no afectó a la proporción de células exocrinas (por ejemplo, amilasa) a células endocrina (por ejemplo, p-insulina, a-glucagón, 8-somatostatina, polipéptido pancreático PP). Estos estudios, sin embargo, se realizaron mediante la incubación de neuregulina-4 en cultivos de tejido de órganos de todo el montaje obtenidos de ratones del día E12.5. Estas poblaciones de células de explante de ratón se diferenciaron más allá de las poblaciones de células en fase 3 (por ejemplo, endodérmicas de tracto digestivo superior negativas en PDX1) y/o fase 4 ( endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX1) descritas en el presente documento. La neuregulina-4 solo se une a RTK de ERBB4, de modo que solo la subpoblación endocrina del cultivo de ratón de todo el montaje puede ser modulada por la neuregulina-4 en este contexto. Por lo tanto, el tratamiento de las células en fase 3 (endodérmicas de tracto digestivo superior negativas en PDX1) y/o fase 4 (endodérmicas de tracto digestivo superior positivas en PDX1) como se describe en el presente documento con un ligando de ERBB diferente, por ejemplo, Hrg1, no se esperaría que modularan la subpoblación endocrina relativa como en Huotari, porque ya se ha demostrado que Hrg1 se une a ERBB3 e induce la dimerización de ERBB2/3. Sin embargo, debido a la expresión de bajo nivel de ERBB2 y 3 en PEC como se muestra en la FIG. 6, no estaba claro si las células de los tipos 3 y 4 expresaban niveles bajos o altos de ERBB2 y 3 para unirse a Hrg1.Huotari et al. suggested that neuregulin-4 can modulate the relative levels of endocrine cell subpopulations by increasing the number of somatostatin (delta) cells at the expense of glucagon (alpha) cells, and that neuregulin-4 did not affect the proportion of exocrine cells (e.g., amylase) to endocrine cells (e.g., p-insulin, a-glucagon, 8-somatostatin, PP pancreatic polypeptide). These studies, however, were performed by incubating neuregulin-4 in tissue cultures of whole assembly organs obtained from E12.5 day mice. These mouse explant cell populations differed beyond the populations of cells in phase 3 (for example, upper digestive tract endodermal negative in PDX1) and / or phase 4 (upper digestive tract endodermal positive in PDX1) described in This document. Neuregulin-4 only binds to ERKB4 RTK, so that only the endocrine subpopulation of the entire assembly mouse culture can be modulated by neuregulin-4 in this context. Therefore, the treatment of cells in phase 3 (upper digestive tract endodermal negative in PDX1) and / or phase 4 (upper digestive endodermal positive in PDX1) as described herein with a different ERBB ligand , for example, Hrg1, would not be expected to modulate the relative endocrine subpopulation as in Huotari, because it has already been shown that Hrg1 binds ERBB3 and induces ERBB2 / 3 dimerization. However, due to the low level expression of ERBB2 and 3 in PEC as shown in FIG. 6, it was not clear whether cells of types 3 and 4 expressed low or high levels of ERBB2 and 3 to bind to Hrg1.

Además, en un contexto diferente, el solicitante describió que Hrg1 se unió a ERBB 2/3 y potenció la autorrenovación de células madre pluripotentes (véase Wang et al (2007)). Aunque es posible que Hrg1 pueda actuar en la misma capacidad en el contexto de las fases 3 y 4, el solicitante ha descrito previamente que la mayor parte de la expansión celular para la producción de PEC se produce en la fase de células madre pluripotentes (fase 0). Durante la fase 0, se cultivan las hESC, se pasan y se expanden durante aproximadamente dos (2) semanas. Por lo tanto, la mayor parte de la expansión celular o la autorrenovación para producir la expansión celular no se produce durante las fases 1-4. Véase Schulz et al. (2012) supra. Asimismo, suponiendo que ERBB2/3 está presente durante las fases 3 y 4, cabría esperar que la Heregulina tuviera el mismo efecto que con las células madre pluripotentes (autorrenovación) en lugar de tener un impacto en la diferenciación dirigida. La diferencia en la función parece depender del contexto, es decir, las células madre pluripotentes frente a un tipo de célula de linaje endodérmico o pancreático.In addition, in a different context, the applicant described that Hrg1 joined ERBB 2/3 and enhanced the self-renewal of pluripotent stem cells (see Wang et al (2007)). Although it is possible that Hrg1 can act in the same capacity in the context of phases 3 and 4, the applicant has previously described that most of the cell expansion for PEC production occurs in the pluripotent stem cell phase (phase 0). During phase 0, hESCs are grown, passed and expanded for approximately two (2) weeks. Therefore, most of the cell expansion or self-renewal to produce cell expansion does not occur during phases 1-4. See Schulz et al. (2012) supra. Also, assuming that ERBB2 / 3 is present during phases 3 and 4, heregulin could be expected to have the same effect as with pluripotent stem cells (self-renewal) instead of having an impact on directed differentiation. The difference in function seems to depend on context, that is, pluripotent stem cells versus a type of endodermal or pancreatic lineage cell.

En resumen, el suministro de Heregulina o Heregulina y un inhibidor de la rho-quinasa in vitro a células endodérmicas de tracto digestivo superior (fase 3) y células endodérmicas pancreáticas que expresaban PDX1 (final de la fase 3 y fase 4) produjeron poblaciones de p Ec y iPEC, que cuando se trasplantaron, maduraron y se desarrollaron en células secretoras de insulina sensibles a la glucosa in vivo (véanse las FlG. 7 y 8). Este uso de Heregulina o Heregulina y un inhibidor de la rho-quinasa se ha informado en el presente documento por primera vez. Dicho uso y efecto no son discernibles de lo descrito previamente en la literatura de patente o no de patente.In summary, the supply of Heregulin or Heregulin and a rho-kinase inhibitor in vitro to upper digestive tract endodermal cells (phase 3) and pancreatic endodermal cells expressing PDX1 (end of phase 3 and phase 4) produced populations of p Ec and iPEC, which when transplanted, matured and developed in glucose-sensitive insulin secretory cells in vivo (see FlG. 7 and 8). This use of Heregulin or Heregulin and a rho-kinase inhibitor has been reported herein for the first time. Such use and effect are not discernible from what was previously described in the patent or non-patent literature.

Ejemplo 8Example 8

LA ACTIVINA SUPRIME LA EXPRESIÓN DE NGN3 Y LA PRODUCCIÓN DE CÉLULAS COMPROMETIDAS CON EL LINEAJE ENDOCRINO EN CULTIVOS DE CÉLULAS ENDODÉRMICAS (PEC) PANCREÁTICASTHE ACTIVINA SUPPRESSES THE EXPRESSION OF NGN3 AND THE PRODUCTION OF CELLS COMMITTED TO THE ENDOCRINE LINEAR IN CROPS OF ENDODERMAL CELLS (PEC) PANCREATICS

Las células endodérmicas pancreáticas, o "PEC", son una población pancreática de células que se compone principalmente de dos subpoblaciones distintas: (i) una subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-) (de aquí en adelante, "no endocrina (CHGA-)"), que se desarrolla y madura dando lugar a células beta secretoras de insulina sensibles a la glucosa in vivo; y (ii) una subpoblación de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) (de aquí en adelante, "endocrina (CHGA+)"), que puede dar lugar a otras células que no secretan insulina o que mantienen los islotes durante la maduración in vivo. La subpoblación no endocrina (CHGA-) es negativa en CHGA y predominantemente positiva en PDX1 y NKX6.1, mientras que la subpoblación de células comprometidas con el linaje endocrino es positiva en CHGA y, en su mayoría, negativa en PDX1 y NKX6.1. La subpoblación no endocrina (CHGA-) tarda aproximadamente de 8 a 12 semanas o más en desarrollarse y madurar a células beta que secretan insulina sensibles a la glucosa en cantidades que permitan la detección sistémica de las respuestas de la insulina (según lo analizado por ELISA para el péptido C) in vivo. Se necesitan, sin embargo, menos de 8 semanas para que las células sensibles a la glucosa se desarrollen y maduren in vivo durante el desarrollo embrionario normal. Por lo tanto, sigue siendo deseable obtener (1) una población de PEC con un aumento de la subpoblación no endocrina (CHGA-) y/o (2) una verdadera población de células endocrinas (CHGA+) que sea sensible a la glucosa in vitro y/o que sea una población evolutivamente avanzada (por ejemplo, adecuadamente especificada y con ciertos marcadores distintivos coherentes con los descritos para las poblaciones pancreáticas similares in vivo) y/o (3) una población de células progenitoras que sea capaz de acortar y/o reducir la duración del período de desarrollo y maduración in vivo. Pancreatic endodermal cells, or "PEC", are a pancreatic population of cells that are mainly composed of two distinct subpopulations: (i) a multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) (hereafter, "non-endocrine (CHGA) -) "), which develops and matures giving rise to glucose-sensitive insulin-secreting beta cells in vivo ; and (ii) a subpopulation of cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +) (hereafter referred to as "endocrine (CHGA +)"), which may result in other cells that do not secrete insulin or maintain islets during maturation in alive. The non-endocrine subpopulation (CHGA-) is negative in CHGA and predominantly positive in PDX1 and NKX6.1, while the subpopulation of cells compromised with the endocrine lineage is positive in CHGA and, mostly, negative in PDX1 and NKX6.1 . Non-endocrine subpopulation (CHGA-) takes approximately 8 to 12 weeks or more to develop and mature to glucose-sensitive insulin-secreting beta cells in amounts that allow systemic detection of insulin responses (as analyzed by ELISA for peptide C) in vivo. It takes, however, less than 8 weeks for glucose sensitive cells to develop and mature in vivo during normal embryonic development. Therefore, it is still desirable to obtain (1) a population of PEC with an increase in non-endocrine subpopulation (CHGA-) and / or (2) a true population of endocrine cells (CHGA +) that is glucose sensitive in vitro and / or that it is an evolutionarily advanced population (for example, adequately specified and with certain distinctive markers consistent with those described for similar pancreatic populations in vivo) and / or (3) a population of progenitor cells that is capable of shortening and / or reduce the duration of the period of development and maturation in vivo.

Respecto al primer objetivo, es deseable obtener una población de PEC, mediante la que la subpoblación no endocrina (CHGA-) permanece intacta mientras que, al mismo tiempo, la diferenciación a las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) se reprima de manera similar a la que ocurre de manera natural in vivo. Los siguientes ejemplos describen métodos para la producción de dicha población de PEC.With respect to the first objective, it is desirable to obtain a population of PEC, whereby the non-endocrine subpopulation (CHGA-) remains intact while, at the same time, differentiation to cells committed to the endocrine lineage (CHGA +) is repressed in a manner similar to what occurs naturally in vivo. The following examples describe methods for the production of said PEC population.

Durante el desarrollo normal in vivo, se cree que la Neurogenina-3 (NGN3), un factor de transcripción, es el principal regulador del desarrollo de células endocrinas, y que la expresión de NGN3 no surge hasta después de la regulación al alza de PDX1 y NKX6.1, por ejemplo, en células de linaje endodérmico pancreático in vivo. Véase Rukstalis y Habener (2009), "Neurogenin3: A master regulator of pancreatic islet differentiation and regeneration", Islets 1(3): 177­ 184. De acuerdo con la Tabla 8, en la fase 3, se usa ácido retinoico (RA) o el análogo de retinoide, ácido 4- [(E)-2-(5,6,7,8-tetrahidro-5,5,8,8-tetrametil-2-naftalenil)-1-propenil]benzoico o "TTNPB" (o "TT3" en la Tabla 8) para inducir la expresión de PDX1. Sin embargo, al mismo tiempo, el ácido retinoico también induce prematuramente la expresión de NGN3 que inicia la especificación endocrina. Por consiguiente, la supresión, represión o inhibición de NGN3 durante la fase 3 y/o la fase 4 pueden proporcionar una clave para minimizar las células comprometidas con la subpoblación del linaje endocrino (CHGA+) en PEC y/u obtener células endocrinas en fases posteriores del desarrollo in vitro e/o in vivo. De manera importante, cualquier supresor, represor o inhibidor de NGN3 no debe al mismo tiempo suprimir, reprimir o inhibir la subpoblación no endocrina (CHGA-) y preferentemente aumenta esta subpoblación durante la producción in vitro de PEC.During normal development in vivo, it is believed that Neurogenin-3 (NGN3), a transcription factor, is the main regulator of endocrine cell development, and that NGN3 expression does not arise until after regulation upward of PDX1 and NKX6.1, for example, in pancreatic endodermal lineage cells in vivo. See Rukstalis and Habener (2009), "Neurogenin3: A master regulator of pancreatic islet differentiation and regeneration", Islets 1 (3): 177 184. According to Table 8, in phase 3, retinoic acid (RA) is used or the retinoid analog, 4- [(E) -2- (5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl) -1-propenyl] benzoic acid or "TTNPB "(or" TT3 "in Table 8) to induce PDX1 expression. However, at the same time, retinoic acid also prematurely induces the expression of NGN3 that initiates the endocrine specification. Therefore, the suppression, repression or inhibition of NGN3 during phase 3 and / or phase 4 can provide a clue to minimize cells compromised with endocrine lineage subpopulation (CHGA +) in PEC and / or obtain endocrine cells in later phases of in vitro and / or in vivo development. Importantly, any suppressor, repressor or inhibitor of NGN3 should not simultaneously suppress, suppress or inhibit the non-endocrine subpopulation (CHGA-) and preferably this subpopulation increases during the in vitro production of PEC.

Se exploraron diversos factores de crecimiento por su capacidad para suprimir genes tales como NGN3 durante las fases 3 y 4. Un factor de crecimiento candidato fue la Activina, que tiene diversas funciones en la expansión y diferenciación de las células madre. Por ejemplo, a niveles bajos (por ejemplo, 10 ng/ml), la Activina ayuda a mantener la pluripotencia de las células madre pluripotentes y la proliferación celular. A niveles más altos (por ejemplo, 100 ng/ml), la Activina actúa como un factor de crecimiento por diferenciación responsable de la producción de endodermo definitivo en la fase 1 (véase, por ejemplo, la Tabla 8). Para probar su efecto sobre la represión de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) durante la formación de PEC, el solicitante probó por primera vez la Activina a una concentración de nivel medio de aproximadamente 50 ng/ml con diferenciación adherente convencional. A este nivel, la Activina fue capaz de suprimir la expresión de NGN3 sin suprimir la expresión de los genes PDX1 y NKX6.1 en PEC (compárese la FIG. 9D-E con la FIG. 9A-B). Sin embargo, cuando se usó el mismo nivel de Activina con un cultivo de suspensión de agregados celulares más escalable durante la fase 3, la masa celular global disminuyó drásticamente y, en algunos casos, se eliminaron los agregados celulares (compárese el control con los agregados celulares tratados con Activina en la Figura 10). Se observaron disminuciones similares en los agregados celulares para la Activina a 25 ng/ml como con 50 ng/ml (datos no mostrados).Various growth factors were explored for their ability to suppress genes such as NGN3 during phases 3 and 4. A candidate growth factor was Activin, which has various functions in the expansion and differentiation of stem cells. For example, at low levels (for example, 10 ng / ml), Activin helps maintain the pluripotence of pluripotent stem cells and cell proliferation. At higher levels (for example, 100 ng / ml), Activin acts as a growth factor by differentiation responsible for the production of definitive endoderm in phase 1 (see, for example, Table 8). To test its effect on the repression of cells compromised with endocrine lineage (CHGA +) during PEC formation, the applicant first tested Activin at a medium level concentration of approximately 50 ng / ml with conventional adherent differentiation. At this level, Activin was able to suppress the expression of NGN3 without suppressing the expression of the PDX1 and NKX6.1 genes in PEC (compare FIG. 9D-E with FIG. 9A-B). However, when the same level of Activin was used with a more scalable cell aggregate suspension culture during phase 3, the overall cell mass decreased dramatically and, in some cases, cell aggregates were removed (compare control with aggregates Cells treated with Activin in Figure 10). Similar decreases were observed in cell aggregates for Activin at 25 ng / ml as with 50 ng / ml (data not shown).

A la vista de los resultados, las concentraciones más bajas de Activina (por ejemplo, 5 ng/ml y 10 ng/ml) se probaron en las fases 3 y 4. Como se muestra en la FIG. 11, a menores concentraciones de Activina, los agregados celulares fueron capaces de mantener la masa celular y el rendimiento en comparación con el control (compárese la FIG. 11B-C en el día 8 y la FIG. 11B-D en el día 12 con la FIG.11A, control, para d8 y d12). Por tanto, los niveles de Activina inferiores a aproximadamente 25 ng/ml son aceptables para mantener la masa celular y el rendimiento. El solicitante luego realizó un análisis de citometría de flujo en estos cultivos celulares para determinar si la Activina a niveles bajos durante las fases 3 y 4 tenía algún efecto sobre la composición del agregado celular; véase la Tabla 14. La Tabla 14 muestra que los niveles bajos de Activina no disminuyen la producción de la subpoblación no endocrina (CHGA-), y cuando el tratamiento se aplica en las fases 3 y 4, de hecho, puede aumentar esta subpoblación (véase la Tabla 14 A5 Fase 3 y 4 resultados). Sin embargo, parece que la diferenciación a las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) todavía se está induciendo de manera significativa dados los porcentajes muy similares de células endocrinas (CHGA+) observados con y sin Activina (véase la columna de endocrinas de la Tabla 13). Por tanto, aunque la Activina puede suprimir o inhibir la expresión de NGN3 y NKX2.2 como se observa con QPCR, a niveles más bajos (lo que permite mantener la masa celular) no reduce la subpoblación comprometida con el linaje endocrino (CHGA+) cuando se analiza al final de la fase 4. De forma ventajosa, las subpoblaciones negativas solo en PDX1 y Triple Negativas se redujeron en comparación con el control, en particular, cuando la Activina se usa en las fases 3 y 4. In view of the results, the lowest concentrations of Activin (for example, 5 ng / ml and 10 ng / ml) were tested in phases 3 and 4. As shown in FIG. 11, at lower concentrations of Activin, cell aggregates were able to maintain cell mass and performance compared to the control (compare FIG. 11B-C on day 8 and FIG. 11B-D on day 12 with FIG. 11A, control, for d8 and d12). Therefore, Activin levels below about 25 ng / ml are acceptable to maintain cell mass and performance. The applicant then performed a flow cytometry analysis on these cell cultures to determine if Activin at low levels during phases 3 and 4 had any effect on the composition of the cell aggregate; see Table 14. Table 14 shows that low levels of Activin do not decrease the production of non-endocrine subpopulation (CHGA-), and when the treatment is applied in phases 3 and 4, in fact, it can increase this subpopulation ( see Table 14 A5 Phase 3 and 4 results). However, it seems that differentiation to cells compromised with endocrine lineage (CHGA +) is still being significantly induced given the very similar percentages of endocrine cells (CHGA +) observed with and without Activin (see the endocrine column in the Table 13). Therefore, although Activin can suppress or inhibit the expression of NGN3 and NKX2.2 as observed with QPCR, at lower levels (which allows to maintain cell mass) it does not reduce the subpopulation compromised with the endocrine lineage (CHGA +) when it is analyzed at the end of phase 4. Advantageously, the negative subpopulations only in PDX1 and Triple Negatives were reduced compared to the control, in particular when the Activin is used in phases 3 and 4.

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Ejemplo 9Example 9

LA ACTIVINA, HEREGULINA Y WNT SUPRIMEN LA PRODUCCIÓN DE CÉLULAS COMPROMETIDAS CON LA LÍNEA ENDOCRINA EN CULTIVOS DE PECACTIVINA, HEREGULINA AND WNT SUPPRESS THE PRODUCTION OF COMMITTED CELLS WITH THE ENDOCRINE LINE IN PEC CROPS

El Ejemplo 8 mostró que niveles moderados de Activina (por ejemplo, 50 ng/ml) durante las fases 3 y 4 fueron capaces de suprimir o reprimir la expresión de NGN3 (FIG. 9), pero que estos mismos niveles no mantuvieron la masa celular. Los niveles más bajos de Activina (por ejemplo, 5 y 10 ng/ml) fueron capaces de mantener la masa celular (Figura 11), pero no fueron suficientes para continuar reprimiendo la diferenciación endocrina durante la fase 4, ya que el porcentaje de células del linaje endocrino (CHGA+) se mantuvo esencialmente similar al control (Tabla 14, columna de CHGA+) y al descrito en los ejemplos anteriores. Por tanto, parece que la supresión de la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) principalmente durante la fase 3 a estos niveles bajos no es suficiente, porque aún se considera necesaria la supresión continuada de esta subpoblación a través de la fase 4. Véase Rukstalis et al. (2009) supra. Por tanto, se exploraron factores de crecimiento adicionales que eran capaces de prevenir la pérdida y el rendimiento celular (es decir, contrarrestar el efecto de los niveles de Activina de moderados a altos), mientras que, al mismo tiempo, no afectaban a la producción de subpoblaciones progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas y suprimían la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+).Example 8 showed that moderate levels of Activin (for example, 50 ng / ml) during phases 3 and 4 were able to suppress or repress the expression of NGN3 (FIG. 9), but that these same levels did not maintain cell mass . The lowest levels of Activin (for example, 5 and 10 ng / ml) were able to maintain cell mass (Figure 11), but were not sufficient to continue suppressing endocrine differentiation during phase 4, since the percentage of cells of the endocrine lineage (CHGA +) remained essentially similar to the control (Table 14, CHGA + column) and to that described in the previous examples. Therefore, it seems that the suppression of the differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA +) mainly during phase 3 at these low levels is not sufficient, because the continued suppression of this subpopulation through the phase is still considered necessary. 4. See Rukstalis et al. (2009) supra. Therefore, additional growth factors that were able to prevent cell loss and performance were explored (i.e., counteract the effect of moderate to high levels of Activin), while at the same time not affecting production of multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulations and suppressed the differentiation of cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +).

En vista de los ejemplos anteriores que describen que la Heregulina a 30 ng/ml durante las fases 3 y 4 suele cambiar los niveles relativos de subpoblaciones de PEC endocrinas (CHGA+) y no endocrinas (CHGA-), el solicitante probó qué efectos podría tener la reducción de las concentraciones de Heregulina cuando se combina con Activina en la producción de PEC.In view of the above examples describing that Heregulin at 30 ng / ml during phases 3 and 4 usually changes the relative levels of endocrine (CHGA +) and non-endocrine (CHGA-) PEC subpopulations, the applicant tested what effects it could have the reduction of Heregulin concentrations when combined with Activin in the production of PEC.

Las células madre pluripotentes se diferenciaron usando el protocolo convencional según la Tabla 8, excepto que, durante la fase 3, la Activina se incluyó a 10 ng/ml o 20 ng/ml en combinación con Heregulina a 2 ng/ml o 10 ng/ml; y, durante la fase 4, la Activina se redujo a 5 ng/ml con Heregulina a 1 ng/ml durante dos días y luego a 10 ng/ml después. Como se muestra en la FIG. 12 (imágenes del día 10; panel superior), la Activina a 10 ng/ml y la Heregulina a 2 ng/ml mostraron cierta pérdida de células en comparación con el control (compárense las FIG. 12A y B, panel superior). El aumento de Activina a 20 ng/ml con Heregulina que permanece igual a 2 ng/ml agravó la pérdida de células (compárense FIG.12B y C, panel superior). Sin embargo, la prevención de una mayor pérdida de células a concentraciones más altas de Activina (20 ng/ml) fue posible al aumentar la Heregulina a 10 ng/ml en el contexto de Activina a 20 ng/ml (compárese con la Figura 12 D y C, panel superior). Por tanto, cuando los niveles de Heregulina son demasiado bajos, se observa una pérdida significativa de células, pero cuando se elevan los niveles de Heregulina, por ejemplo, al menos 20 ng/ml, hay un cambio en los porcentajes de las células no endocrinas (CHGA-) en comparación con las subpoblaciones del linaje endocrino (CHGA+).Pluripotent stem cells were differentiated using the conventional protocol according to Table 8, except that, during phase 3, Activin was included at 10 ng / ml or 20 ng / ml in combination with Heregulin at 2 ng / ml or 10 ng / ml; and, during phase 4, the Activin was reduced to 5 ng / ml with Heregulin at 1 ng / ml for two days and then to 10 ng / ml thereafter. As shown in FIG. 12 (images from day 10; upper panel), Activin at 10 ng / ml and Heregulin at 2 ng / ml showed some cell loss compared to the control (compare FIG. 12A and B, upper panel). Increasing Activin to 20 ng / ml with Heregulin that remains equal to 2 ng / ml aggravated cell loss (compare FIG. 12B and C, upper panel). However, prevention of increased cell loss at higher concentrations of Activin (20 ng / ml) was possible by increasing Heregulin to 10 ng / ml in the context of Activin to 20 ng / ml (compare Figure 12 D and C, top panel). Therefore, when heregulin levels are too low, a significant loss of cells is observed, but when heregulin levels rise, for example, at least 20 ng / ml, there is a change in the percentages of non-endocrine cells (CHGA-) compared to the subpopulations of the endocrine lineage (CHGA +).

Se realizó un análisis de PCR cuantitativo para determinar los niveles relativos de expresión génica en los días 8, 10 y 12 de diferenciación con las combinaciones anteriores de Activina y Heregulina (FIG. 13). De manera similar a lo que se muestra en el Ejemplo 8 (Fig. 9), la Activina a 10 y 20 ng/ml fue capaz de reprimir NGN3 y NKX2.2 (otro marcador de diferenciación endocrina) sin disminuir la expresión de NKX6.1 (compárese la FIG.13A y B con la de C). El hecho de que la expresión de NKX6.1 permanezca alta indica que la producción de subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) permanece sin cambios o no se ve afectada. Específicamente, sin embargo, a 20 ng/ml de Activina y 10 ng/ml de Heregulina, o 10 ng/ml de Activina y 2 ng/ml de Heregulina, la pérdida de células dependiente de Activina que se observó previamente cuando se usó a 25 ng/ml y 50 ng/ml (FIG. 10) se redujo mucho (FIG. 12 D y E, panel superior). Por lo tanto, la Heregulina parece contrarrestar eficazmente la pérdida celular observada originalmente mediante el uso de Activina en la fase 3. Asimismo, aunque todavía se produce alguna inducción de NGN3 y NKX2.2 (es decir, no está tan reprimida como se observó cuando se usaron 50 ng/ml de Activina en las fases 3 y 4 en la diferenciación basada en la adherencia en el Ejemplo 8, FIG.9), se reduce significativamente en comparación con las condiciones convencionales (compárense las condiciones de control y las condiciones A20H10 de la FIG. 13A y B).A quantitative PCR analysis was performed to determine the relative levels of gene expression on days 8, 10 and 12 of differentiation with the previous combinations of Activin and Heregulin (FIG. 13). Similar to what is shown in Example 8 (Fig. 9), Activin at 10 and 20 ng / ml was able to repress NGN3 and NKX2.2 (another endocrine differentiation marker) without decreasing NKX6 expression. 1 (compare FIG. 13A and B with that of C). The fact that the expression of NKX6.1 remains high indicates that the production of non-endocrine subpopulations (CHGA-) remains unchanged or unaffected. Specifically, however, at 20 ng / ml of Activin and 10 ng / ml of Heregulin, or 10 ng / ml of Activin and 2 ng / ml of Heregulin, the Activin-dependent cell loss that was previously observed when used at 25 ng / ml and 50 ng / ml (FIG. 10) was greatly reduced (FIG. 12 D and E, upper panel). Therefore, Heregulin seems to effectively counteract the cell loss originally observed by the use of Activin in phase 3. Also, although some induction of NGN3 and NKX2.2 still occurs (that is, it is not as repressed as observed when 50 ng / ml of Activin were used in phases 3 and 4 in the differentiation based on adhesion in Example 8, FIG. 9), it is significantly reduced compared to conventional conditions (compare control conditions and conditions A20H10 of FIG. 13A and B).

Aunque más de 20 ng/ml de Activina reprimirían aún más los marcadores NGN3 y NKX2.2, y por lo tanto, reprimirían aún más la diferenciación endocrina, luego se requerirían niveles más altos de Heregulina para mantener la masa celular a fin de compensar el efecto de la dosis de Activina a altas concentraciones. Sin embargo, los niveles más altos de Heregulina como los observados en los ejemplos anteriores pueden cambiar la producción relativa de subpoblaciones endocrinas (CHGA+) y no endocrinas (CHGA-) de PEC. Aun así, el efecto de niveles más altos de Activina en la represión de la expresión de NGN3 seguía siendo deseable. Por tanto, los solicitantes exploraron factores de crecimiento adicionales o morfógenos que pueden afectar a los destinos del endodermo anterior y posterior, y controlar otros aspectos del desarrollo, incluyendo, pero sin limitación, WNT, FGF, PDGF, ácido retinoico (RA o TTNPB), BMP, hedgehog, EGF, IGF y similares.Although more than 20 ng / ml of Activin would further repress the NGN3 and NKX2.2 markers, and therefore, would further repress endocrine differentiation, then higher levels of Heregulin would be required to maintain cell mass in order to compensate for the Effect of the dose of Activin at high concentrations. However, higher levels of Heregulin such as those observed in the previous examples may change the relative production of endocrine (CHGA +) and non-endocrine (CHGA-) subpopulations of PEC. Even so, the effect of higher levels of Activin in repressing the expression of NGN3 remained desirable. Therefore, applicants explored additional growth factors or morphogens that may affect the fates of the anterior and posterior endoderm, and control other aspects of development, including, but not limited to, WNT, FGF, PDGF, retinoic acid (RA or TTNPB) , BMP, hedgehog, EGF, IGF and the like.

En particular, se exploró la afectación de las vías de señalización de Wnt canónicas mediante la adición de Wnt3A en los medios de diferenciación de Activina y Heregulina en las fases 3 y/o 4. De nuevo, cualquier combinación debe suprimir la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) observada mediante la represión de la expresión de NGN3 y NKX2.2, y mantener una buena masa celular (es decir, una pérdida de masa celular limitada), mientras que, al mismo tiempo, no se afecte a la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina. Una de las mezclas analizadas fue de 50 ng/ml de Wnt junto con 10 ng/ml de Activina y 2 ng/ml de Heregulina en la fase 3; y como antes, durante la fase 4, la Activina a 5 ng/ml con Heregulina a 1 ng/ml durante dos (2) días, luego Activina a 5 ng/ml y Heregulina a 10 ng/ml después. Esto dio produjo una mayor masa celular (PEC) que la Activina y la Heregulina solas a las mismas concentraciones (compárense las FIG. 12D y E, panel superior), e incluso una mayor masa celular que el control (compárense las FIG. 12A y E, panel superior). El análisis de QPCR de agregados celulares en estas condiciones (por ejemplo, combinación de Activina, Heregulina y Wnt en el fase 3, y Activina y Heregulina en la fase 4) mostraron que hubo una supresión significativa de las células comprometidas con la diferenciación del linaje endocrino (CHGA+) observada por la disminución de la expresión de NGN3 y NKX2.2 en las fases 3 y 4, en particular, los días 8, 10 y 12 (FIG. 13 A y B). No obstante, aunque la expresión de NKX6.1 se reprimió inicialmente el día 8, se elevó significativamente en los días 10 y 12 (fase 4) (FIG.13C). Por lo tanto, el desarrollo de la subpoblación no endocrina (CHGA-) no se vio afectado con la adición de Wnt, y la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) pareció retrasarse o suprimirse, y no hubo una pérdida aparente de masa celular.In particular, the involvement of the canonical Wnt signaling pathways was explored by the addition of Wnt3A in the differentiation media of Activin and Heregulin in phases 3 and / or 4. Again, any combination must suppress cell differentiation. compromised with the endocrine lineage (CHGA +) observed by repressing the expression of NGN3 and NKX2.2, and maintaining a good cell mass (i.e., a limited cell mass loss), while at the same time not affecting to multipotent pancreatic progenitor subpopulation not endocrine One of the mixtures analyzed was 50 ng / ml of Wnt together with 10 ng / ml of Activin and 2 ng / ml of Heregulin in phase 3; and as before, during phase 4, Activin at 5 ng / ml with Heregulin at 1 ng / ml for two (2) days, then Activin at 5 ng / ml and Heregulin at 10 ng / ml later. This gave a greater cell mass (PEC) than Activin and Heregulin alone at the same concentrations (compare FIG. 12D and E, upper panel), and even a greater cell mass than the control (compare FIG. 12A and E, top panel). The QPCR analysis of cell aggregates under these conditions (for example, combination of Activin, Heregulin and Wnt in phase 3, and Activin and Heregulin in phase 4) showed that there was a significant suppression of cells compromised with lineage differentiation endocrine (CHGA +) observed by decreased expression of NGN3 and NKX2.2 in phases 3 and 4, in particular on days 8, 10 and 12 (FIG. 13 A and B). However, although the expression of NKX6.1 was initially repressed on day 8, it rose significantly on days 10 and 12 (phase 4) (FIG. 13C). Therefore, the development of non-endocrine subpopulation (CHGA-) was not affected with the addition of Wnt, and the differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA +) seemed to be delayed or suppressed, and there was no apparent loss. of cell mass.

Para determinar la composición celular de la población de PEC con la combinación de Activina, Heregulina y Wnt durante la fase 3, se realizó una citometría de flujo después de la fase 4, y la composición celular de PEC se muestra en la Tabla 14. Como se muestra, los factores de crecimiento combinados (Activina, Heregulina y Wnt, o "AHW") redujeron de manera eficaz la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) según lo observado por el porcentaje disminuido de esta subpoblación (15,6 frente a 58,8) al tiempo que aumenta la subpoblación no endocrina (CHGA-)-(58,1 frente a 23,4) en comparación con los cultivos celulares de control bajo el protocolo convencional (Tabla 8). Los datos de la citometría de flujo apoyan y coinciden con los datos de QPCR en que la combinación de los tres factores (AHW) en general retrasó o suprimió la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) en PEC sin afectar a la producción de la subpoblación no endocrina ( CHGA-). La expresión retardada de estos genes in vitro coincide con su inicio (o retraso) en el desarrollo pancreático de mamíferos in vivo, por lo que la expresión de NGN3 en la diferenciación endocrina ocurre después del inicio de la expresión de PDX1 y NKX6.1 en la subpoblación no endocrina (CHGA-). Además, no hubo compromiso en la masa ni en el rendimiento de PEC. To determine the cellular composition of the PEC population with the combination of Activin, Heregulin and Wnt during phase 3, a flow cytometry was performed after phase 4, and the cellular composition of PEC is shown in Table 14. As shown, the combined growth factors (Activin, Heregulin and Wnt, or "AHW") effectively reduced the differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA +) as observed by the decreased percentage of this subpopulation (15, 6 vs. 58.8) while increasing non-endocrine subpopulation (CHGA -) - (58.1 vs. 23.4) compared to control cell cultures under the conventional protocol (Table 8). The flow cytometry data supports and coincides with the QPCR data in that the combination of the three factors (AHW) in general delayed or suppressed the differentiation of cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +) in PEC without affecting the non-endocrine subpopulation production (CHGA-). Delayed expression of these genes in vitro coincides with their onset (or delay) in the pancreatic development of mammals in vivo, so that the expression of NGN3 in endocrine differentiation occurs after the start of PDX1 and NKX6.1 expression in non-endocrine subpopulation (CHGA-). In addition, there was no compromise in mass or PEC performance.

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En vista de los resultados obtenidos usando la combinación de Activina, Heregulina y Wnt, los niveles de Activina se ajustaron nuevamente en la fase 3 para establecer un intervalo de concentraciones en el que se pudiera usar Activina. Las concentraciones de Activina probadas variaron de aproximadamente 0, 25, 50, 75 y 100 ng/ml con Wnt a 50 ng/ml y Heregulina a 5 ng/ml durante la fase 3. La Activina se redujo a 5 ng/ml, Heregulina a 5 ng/ml y Wnt no se incluyó durante la fase 4. Las células se fotografiaron al final de la fase 4 (día 13) y se muestran en la FIG. 12 (panel inferior). La pérdida de células fue nuevamente evidente a concentraciones más altas de Activina, por ejemplo, de entre 75 y 100 ng/ml (FIG. 12D y E, panel inferior). De manera importante, la inclusión de WNT en la fase 3 permitió el uso de una concentración mucho mayor de Activina en la fase 3 de lo que hubiera sido posible debido a la pérdida de células. In view of the results obtained using the combination of Activin, Heregulin and Wnt, the levels of Activin were adjusted again in phase 3 to establish a range of concentrations in which Activin could be used. The concentrations of Activin tested varied from approximately 0.25, 50, 75 and 100 ng / ml with Wnt at 50 ng / ml and Heregulin at 5 ng / ml during phase 3. The Activin was reduced to 5 ng / ml, Heregulin at 5 ng / ml and Wnt was not included during phase 4. The cells were photographed at the end of phase 4 (day 13) and are shown in FIG. 12 (bottom panel). Cell loss was again evident at higher concentrations of Activin, for example, between 75 and 100 ng / ml (FIG. 12D and E, lower panel). Importantly, the inclusion of WNT in phase 3 allowed the use of a much higher concentration of Activin in phase 3 than would have been possible due to cell loss.

Para probar el efecto de la Activina y la Heregulina continuadas durante la fase 4, en el contexto de la Activina, Heregulina y Wnt en la fase 3, se diferenciaron ESC humanas usando tres condiciones: (i) protocolo convencional (véase la Tabla 8; o Protocolo n.° 1 de la Tabla 17); (ii) combinación de Activina (75 ng/ml), Heregulina (5 ng/ml) y Wnt (50 ng/ml) en la fase 3, seguida de los factores convencionales de la fase 4; y (iii) combinación de Activina (75 ng/ml), Heregulina (5 ng/ml) y Wnt (50 ng/ml) en la fase 3, seguida de más Activina (5 ng/ml) y Heregulina (5 ng/ml) durante la fase 4, véase la Tabla 17. Se realizó una citometría de flujo después de la fase 4 para las tres condiciones, y la composición celular de PEC se muestra en la Tabla 17. El AHW en la fase 3 disminuye las células comprometidas con el linaje endocrino y aumenta el contenido de subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) en comparación con el control (21,8 frente a 42,2 para las células comprometidas con la subpoblación del linaje endocrino; y 40,1 frente a 27,6 para la subpoblación no endocrina (CHGA-), y el tratamiento adicional con AH en la fase 4 disminuye aún más las células comprometidas con el linaje endocrino y aumenta aún más el contenido de subpoblación no endocrina (CHGA-) ( 6,46 frente a 21.8 para células comprometidas con el linaje endocrino; y 72,7 frente a 40,1 para la subpoblación progenitora no endocrina (CHGA-).To test the effect of Activin and Heregulin continued during phase 4, in the context of Activin, Heregulin and Wnt in phase 3, human ESCs were differentiated using three conditions: (i) conventional protocol (see Table 8; o Protocol No. 1 of Table 17); (ii) combination of Activin (75 ng / ml), Heregulin (5 ng / ml) and Wnt (50 ng / ml) in phase 3, followed by the conventional factors of phase 4; and (iii) combination of Activin (75 ng / ml), Heregulin (5 ng / ml) and Wnt (50 ng / ml) in phase 3, followed by more Activin (5 ng / ml) and Heregulin (5 ng / ml) during phase 4, see Table 17. Flow cytometry was performed after phase 4 for all three conditions, and the cellular composition of PEC is shown in Table 17. The AHW in phase 3 decreases the cells committed to the endocrine lineage and increases the content of non-endocrine subpopulations (CHGA-) compared to the control (21.8 vs. 42.2 for cells compromised with the subpopulation of the endocrine lineage; and 40.1 versus 27, 6 for non-endocrine subpopulation (CHGA-), and further treatment with AH in phase 4 further decreases cells compromised with endocrine lineage and further increases the content of non-endocrine subpopulation (CHGA-) (6.46 versus to 21.8 for cells compromised with the endocrine lineage; and 72.7 versus 40.1 for the non-endogenous progenitor subpopulation Crina (CHGA-).

Tabla 16: Activina, Heregulina y Wnt en las fases 3 y 4 disminuye las subpoblaciones endocrinas y aumenta las sub oblaciones no endocrinas CHGA-Table 16: Activin, Heregulin and Wnt in phases 3 and 4 decreases endocrine subpopulations and increases CHGA- non-endocrine sub oblations

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Ejemplo 10Example 10

LOS INJERTOS DE PEC PRODUCIDOS USANDO LA COMBINACIÓN DE ACTIVINA, HEREGULINA Y WNT HAN MEJORADO LA FUNCIÓN SENSIBLE A LA GLUCOSA IN VIVO PEC GRAFTES PRODUCED USING THE COMBINATION OF ACTIVINE, HEREGULIN AND WNT HAVE IMPROVED THE FUNCTION SENSITIVE TO GLUCOSE IN VIVO

El ejemplo 9 demostró que basándose en los datos de morfología (por ejemplo, imágenes de microscopía de baja potencia de agregados de células diferenciadas), de QPCR y de citometría de flujo, parece que la combinación de Activina, Heregulina y Wnt ("AHW") pueden reprimir eficazmente las células comprometidas con la diferenciación del linaje endocrino (CHGA+) observada por la represión de la expresión de NGN3 y NKX2.2, mantener o aumentar las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) mientras que, al mismo tiempo, no tiene ningún efecto perjudicial ni mejora en la masa celular ni en el rendimiento. Para determinar si estos cambios tienen un efecto en el desarrollo final y en la maduración de células secretoras de insulina sensibles a la glucosa, se implantaron agregados de PEC derivados de AHW en animales, junto con las PEC creadas con el protocolo convencional de acuerdo con la Tabla 8 o el Protocolo n.° 1 de la Tabla 17.Example 9 showed that based on morphology data (eg, low-power microscopy images of differentiated cell aggregates), QPCR and flow cytometry, it appears that the combination of Activin, Heregulin and Wnt ("AHW") ) can effectively suppress cells compromised with endocrine lineage differentiation (CHGA +) observed by repression of NGN3 and NKX2.2 expression, maintain or increase non-endocrine subpopulations (CHGA-) while, at the same time, have no no detrimental effect or improvement in cell mass or performance. To determine whether these changes have an effect on the final development and maturation of glucose-sensitive insulin secretory cells, PWA aggregates derived from animals were implanted in animals, together with the PECs created with the conventional protocol in accordance with the Table 8 or Protocol # 1 of Table 17.

Específicamente, las células madre pluripotentes humanas se diferenciaron usando la combinación de los tres factores (AHW) en la fase 3, y luego la Activina y la Heregulina solas en la fase 4. El control PEC se realizó esencialmente de acuerdo con la Tabla 8. Los agregados celulares se analizaron por QPCR en los días 8, 10, 12 y 14 como se muestra en la FIG. 14. Tanto el control como el protocolo de AHW modificado produjeron PEC según lo observado por la expresión de NKX6.1 (Figura 14A), aunque hay una expresión de NKX6.1 más potente usando AHW en el día 14 (después de la fase 4). Al mismo tiempo, la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) se suprimió en gran medida con el protocolo AHW como se observó mediante la represión de la expresión de NGN3, especialmente el día 8 en comparación con el protocolo de control (FIG. 14B).Specifically, human pluripotent stem cells were differentiated using the combination of the three factors (AHW) in phase 3, and then Activin and Heregulin alone in phase 4. The PEC control was performed essentially in accordance with Table 8. Cellular aggregates were analyzed by QPCR on days 8, 10, 12 and 14 as shown in FIG. 14. Both the control and the modified AHW protocol produced PEC as observed by the NKX6.1 expression (Figure 14A), although there is a more potent NKX6.1 expression using AHW on day 14 (after phase 4 ). At the same time, the differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA +) was largely suppressed with the AHW protocol as observed by repression of NGN3 expression, especially on day 8 compared to the control protocol ( FIG. 14B).

Los agregados de PEC de ambos métodos se cargaron en los dispositivos de encapsulación semipermeables implantables patentados por el solicitante en el día 14 de la diferenciación y se implantaron en ratones SCID beis esencialmente como se ha descrito anteriormente (n = 5 animales para cada uno de los métodos de AHW y control, n = 10 en total). A las 11 semanas del implante, las PEC producidas usando el protocolo AHW resultaron ser una media de aproximadamente 900 pM de péptido C después de una hora (60') de la exposición a la glucosa, mientras que las PEC de control fueron de aproximadamente 400 pM de péptido C. Véase la FIG. 15, en la que se comparan los animales de AHW con los del control. Específicamente, A las 11 semanas del implante, 3 de los 5 ratones con los implantes de AHW promediaron más de 1.200 pM de péptido C humano (FIG. 15, animales n.° 3514, 3516 y 3518), mientras que los niveles de péptido C en los animales de control fueron significativamente más bajos. De hecho, solo 1 de los 5 animales de control resultaron tener niveles cercanos a 600 pM (FIG. 15, animal n.° 3524). Por lo tanto, basándose en los niveles de péptido C, a las 11 semanas del implante, el protocolo de AHW fue capaz de producir una población de PEC con al menos una mejora del doble en la función in vivo, medida según el nivel de péptido C humano tras la estimulación con glucosa. Esto potencialmente se correlaciona con un tiempo de maduración más rápido.The PEC aggregates of both methods were loaded into the implantable semipermeable encapsulation devices patented by the applicant on day 14 of differentiation and implanted in beige SCID mice essentially as described above (n = 5 animals for each of the AHW and control methods, n = 10 in total). At 11 weeks after implantation, PECs produced using the AHW protocol turned out to be an average of approximately 900 pM C-peptide after one hour (60 ') of glucose exposure, while the control PECs were approximately 400 pM C-peptide. See FIG. 15, in which the animals of AHW are compared with those of the control. Specifically, at 11 weeks after implantation, 3 of the 5 mice with AHW implants averaged more than 1,200 pM of human C-peptide (FIG. 15, animals # 3514, 3516 and 3518), while peptide levels C in control animals were significantly lower. In fact, only 1 of the 5 control animals turned out to have levels close to 600 pM (FIG. 15, animal No. 3524). Therefore, based on C-peptide levels, at 11 weeks after implantation, the AHW protocol was able to produce a population of PEC with at least twice the improvement in function in vivo, measured according to the peptide level Human C after glucose stimulation. This potentially correlates with a faster maturation time.

a las 14 semanas del implante, los implantes de AHW de PEC continuaron superando a los implantes de injerto de control, y con un tiempo de respuesta de secreción de insulina más rápido, porque los valores de péptido C 30 minutos después de la exposición a la glucosa para los implantes de AHW de PEC fueron superiores a los valores 60 minutos después de la exposición para los implantes de control FIG. 16). Específicamente, 3 de los 4 animales con implantes de AHW DE PEC promediaron más de 3.500 pM de péptido C 30 minutos después de la exposición a la glucosa, en comparación con los 3 primeros animales de control que promediaron aproximadamente 2.300 pM pero después de 60 minutos después de la exposición a la glucosa (FIG. 16). Este dato demuestra que la diferenciación usando la combinación de los tres factores de crecimiento (AHW) es capaz de producir una población de PEC que funcione mejor (es decir, niveles aumentados de péptido C en suero 30 minutos después de la exposición a la glucosa, lo que indica una respuesta de glucosa más rápida de los injertos de PEC derivados de AHW implantados) o es potencialmente más potente que el protocolo de PEC convencional en los puntos de tiempo estudiados. Sin limitar esta aplicación a ninguna teoría, se cree que el aumento de la potencia en los implantes de PEC de AHW se atribuye al hecho de que la combinación de AHW (1) retrasó o reprimió la diferenciación de las células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) en PEC; (2) aumentó la subpoblación de células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas en PEC; y (3) mantuvo una buena masa celular.At 14 weeks after implantation, PEC AHW implants continued to outperform control graft implants, and with a faster insulin secretion response time, because C-peptide values 30 minutes after exposure to the glucose for PW AHW implants were higher than 60 minutes after exposure for FIG control implants. 16). Specifically, 3 of the 4 animals with PEC AHW implants averaged more than 3,500 pM C-peptide 30 minutes after glucose exposure, compared with the first 3 control animals that averaged approximately 2,300 pM but after 60 minutes after exposure to glucose (FIG. 16). This data demonstrates that differentiation using the combination of the three growth factors (AHW) is capable of producing a better functioning PEC population (i.e., increased levels of serum C-peptide 30 minutes after glucose exposure, which indicates a faster glucose response of PEC grafts derived from implanted AHW) or is potentially more potent than the conventional PEC protocol at the time points studied. Without limiting this application to any theory, it is believed that the increase in potency in AHW PEC implants is attributed to the fact that the combination of AHW (1) delayed or repressed the differentiation of cells compromised with the endocrine lineage ( CHGA +) in PEC; (2) increased subpopulation of multipotent non-endocrine pancreatic progenitor cells in PEC; and (3) maintained a good cell mass.

Ejemplo 11Example 11

CULTIVO DE CELULAS ENDOCRINAS PANCREÁTICAS IN VITRO IN VITRO PANCREATIC ENDOCRINE CELL CULTURE

Los Ejemplos 9 y 10 describen el retraso, la represión, la supresión o la inhibición deliberadas de la diferenciación de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+) en las fases 3 y 4. En un esfuerzo por producir una célula precursora de células endocrinas evolutivamente avanzadas o una célula endocrina in vitro, los solicitantes probaron diversos métodos durante las fases 5, 6 y/o 7. Por ejemplo, el solicitante probó qué factores de crecimiento, solos o en combinación, eran capaces de estimular o inducir la diferenciación endocrina, es decir, inducir la expresión de NGN3.Examples 9 and 10 describe the deliberate delay, repression, suppression or inhibition of differentiation of cells committed to endocrine lineage (CHGA +) in phases 3 and 4. In an effort to produce an evolutionarily endocrine cell precursor cell advanced or an endocrine cell in vitro, applicants tested various methods during phases 5, 6 and / or 7. For example, the applicant tested which growth factors, alone or in combination, were able to stimulate or induce endocrine differentiation, that is, induce the expression of NGN3.

La siguiente Tabla 17 resume varios métodos para la producción endocrina junto con el protocolo convencional para producir PEC (Protocolo n.° 1) y el protocolo usado para producir PEC AHW (Protocolo n°. 2). La Tabla 17, el Protocolo n°. 3, indica una serie de factores de crecimiento en días y fases específicos, sin embargo, los solicitantes han probado, y un experto en la materia apreciará, que no todos los factores de crecimiento, solos o en combinación, se tienen que usar en el día/la fase exactos indicados. Por consiguiente, la Tabla 17 representa las numerosas iteraciones (por ejemplo, factores de crecimiento, duración y similares) probadas por los solicitantes.The following Table 17 summarizes several methods for endocrine production together with the conventional protocol for producing PEC (Protocol No. 1) and the protocol used to produce PEC AHW (Protocol No. 2). Table 17, Protocol No. 3, indicates a series of growth factors in specific days and phases, however, applicants have proven, and one skilled in the art will appreciate that not all growth factors, alone or in combination, have to be used in the exact day / phase indicated. Therefore, Table 17 represents the numerous iterations (for example, growth factors, duration and the like) tested by applicants.

T l 17: M r r ir l l PE n rin in vi r T l 17: M rr ir ll PE n rin in vi r

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(continuación)(continuation)

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hESC Ag.: agregados de hESC; XF HA: DMEM/F12 que contiene GlutaMAX, suplementado con 10% v/v de reemplazo de suero desactivado sin Xeno, aminoácidos no esenciales al 1 % v/v, 2-mercaptoetanol 0,1 mM, penicilina/estreptomicina al 1 % v/v (todas de Life Technologies), Heregulina-1b a 10 ng/ml (Peprotech) y Activina A a 10 ng/ml (R&D Systems); SP: hESC SFM StemPro® (Life Technologies); r0.2FBS: RPMI 1640 (Mediatech); FBS al 0,2 % (HyClone), 1x GlutaMAX-1 (Life Technologies), penicilina/estreptomicina al 1 % v/v; cb: c Mr L: CMRL 1066, Glutamax x1, penicilina/estreptomicina al 1 % v/v, B-27 al 2 %; db: DMEm Eli Glucosa (HyClone) suplementado con un suplemento B-27 x0,5 (Life Technologies), GlutaMAX x1 y penicilina/estreptomicina al 1 % v/v; A100, A50, A5: 100 ng/ml, 50 ng/ml, Activina A humana recombinante a 5 ng/ml (R&D Systems); BMP20, BMP10: 20 ng/ml, BMP4 a 10 ng/ml (Peprotech); CTT3: KAAD-ciclopamina 0,25 mM (Toronto Research Chemicals) y TTNPB 3 nM (Sigma-Aldrich); E50: EGF humano recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); H10, H5: 10 ng/ml, Heregulina 1b a 5 ng/ml; IGF25: IGF2 a 25 ng/ml (Peprotech); ITS: Insulina-transferrina-selenio (Life Technologies) diluida a 1:5.000 o 1:1.000; IV: Inhibidor de la RI quinasa IV de TGF-b 2,5 mM (EMD Bioscience); K50, K25: 50 ng/ml, KGF humano recombinante (continuación)hESC Ag .: hESC aggregates; XF HA: DMEM / F12 containing GlutaMAX, supplemented with 10% v / v serum replacement deactivated without Xeno, 1% v / v nonessential amino acids, 0.1 mM 2-mercaptoethanol, 1% v penicillin / streptomycin / v (all from Life Technologies), Heregulin-1b at 10 ng / ml (Peprotech) and Activin A at 10 ng / ml (R&D Systems); SP: hESC SFM StemPro® (Life Technologies); r0.2FBS: RPMI 1640 (Mediatech); 0.2% FBS (HyClone), 1x GlutaMAX-1 (Life Technologies), 1% v / v penicillin / streptomycin; cb: c Mr L: CMRL 1066, Glutamax x1, 1% v / v penicillin / streptomycin, 2% B-27; db: DMEm Eli Glucose (HyClone) supplemented with a supplement B-27 x0.5 (Life Technologies), GlutaMAX x1 and 1% v / v penicillin / streptomycin; A100, A50, A5: 100 ng / ml, 50 ng / ml, recombinant human Activin A at 5 ng / ml (R&D Systems); BMP20, BMP10: 20 ng / ml, BMP4 at 10 ng / ml (Peprotech); CTT3: 0.25 mM KAAD-cyclopamine (Toronto Research Chemicals) and 3 nM TTNPB (Sigma-Aldrich); E50: 50 ng / ml recombinant human EGF (R&D Systems); H10, H5: 10 ng / ml, Heregulin 1b at 5 ng / ml; IGF25: IGF2 at 25 ng / ml (Peprotech); STI: Insulin-transferrin-selenium (Life Technologies) diluted to 1: 5,000 or 1: 1,000; IV: RI kinase IV inhibitor of 2.5 mM TGF-b (EMD Bioscience); K50, K25: 50 ng / ml, recombinant human KGF (continuation)

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a 25 ng/ml (R&D Systems o Peprotech); MG0.05: MATRIGEL al 0,05 % (BD Biosciences); N50: Nogina humana recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); NC10: nicotinamida 10 mM; PDGF10: Factor de crecimiento derivado de plaquetas a 10 ng/ml (Pd Gf , R&D Systems); RO1: inhibidores de la gamma-secretasa, RO4929097, 1 mM; SHH100: sonic hedgehog a 100 ng/ml; TTNPB1: TTNPB 1 nM (Sigma-Aldrich); W50: Wnt3A de ratón recombinante a 50 ng/ml (R&D Systems); Y10: Y-27632 10 mM (Tocris Bioscience).at 25 ng / ml (R&D Systems or Peprotech); MG0.05: 0.05 % MATRIGEL (BD Biosciences); N50: Recombinant human nogin at 50 ng / ml (R&D Systems); NC10: 10 mM nicotinamide; PDGF10: Platelet-derived growth factor at 10 ng / ml (Pd Gf, R&D Systems); RO1: gamma-secretase inhibitors, RO4929097, 1 mM; SHH100: sonic hedgehog at 100 ng / ml; TTNPB1: TTNPB 1 nM (Sigma-Aldrich); W50: 50 ng / ml recombinant mouse Wnt3A (R&D Systems); Y10: Y-27632 10 mM (Tocris Bioscience).

Anteriormente, el uso descrito por el solicitante de un inhibidor de la gamma secretasa para la producción de células progenitoras/precursoras endocrinas en la patente de EE. UU. n.° 8.129.182, "ENDOCRINE PROGENITOR/PRECURSOR CELLS, PANCREATIC HORMONE EXPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTION", concedida el martes 6 de marzo de 2012. Como se describe y se reivindica en la patente 182, para inducir aún más la diferenciación de las células endodérmicas pancreáticas positivas en PDX1 hacia el linaje endocrino, se dilucidaron factores de crecimiento o agentes que inhibieron la señalización de Notch. Esto se logró mediante la aplicación de un inhibidor de gamma secretasa (por ejemplo, DAPT o éster t-butílico de N-[N-(3,5-difluorofenacetil)-L-alanil]-S-fenilglicina y análogos relacionados). Los inhibidores de la gamma-secretasa bloquean la escisión intramembrana de la molécula Notch, impidiendo así la liberación del dominio intracelular de Notch activado. Se usó una aplicación de 2 a 4 días del inhibidor de la gamma secretasa DAPT, por ejemplo, en los días finales de la adición de ácido retinoico o inmediatamente después de la extracción del ácido retinoico para inducir la expresión de NGN3. En este caso, se usó otro inhibidor de la gamma-secretasa, RO44929097 durante la fase 5. Véase la Tabla 17. Previously, the use described by the applicant of a gamma secretase inhibitor for the production of endocrine progenitor / precursor cells in US Pat. UU. No. 8,129,182, "ENDOCRINE PROGENITOR / PRECURSOR CELLS, PANCREATIC HORMONE EXPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTION", granted on Tuesday, March 6, 2012. As described and claimed in patent 182, to further induce differentiation of the positive pancreatic endodermal cells in PDX1 towards the endocrine lineage, growth factors or agents that inhibited Notch signaling were elucidated. This was achieved by the application of a gamma secretase inhibitor (for example, DAPT or N- [N- (3,5-difluoropheacetyl) -L-alanyl] -S-phenylglycine t-butyl ester and related analogs). Gamma-secretase inhibitors block intramembrane cleavage of the Notch molecule, thus preventing the release of the activated Notch intracellular domain. A 2 to 4 day application of the DAPT gamma secretase inhibitor was used, for example, on the final days of retinoic acid addition or immediately after retinoic acid extraction to induce NGN3 expression. In this case, another gamma-secretase inhibitor, RO44929097 was used during phase 5. See Table 17.

Como se ha indicado en la Tabla 17, para impulsar la diferenciación y/o maduración del linaje endocrino, durante las fases 6 y 7, se aplicó una combinación de factores de crecimiento que incluían, pero sin limitación, BMP4 ("BMP"), Sonic Hedgehog ("SHH"), factor de crecimiento derivado de plaquetas ("PDGF"), FGF2 ("FGF"), ácido retinoico y/o análogos del ácido retinoico, tales como TTNPB ("TTNPB"), factor de crecimiento de tipo insulina I (IGF-I o "IGF1") y II (IGF-II o "IGF2"), un derivado de la vitamina B3, Nicotinamida ("NC") o combinaciones de uno o más de estos factores de crecimiento. Una de dichas combinaciones se describe en la Tabla 17, protocolo n° 3.As indicated in Table 17, in order to promote the differentiation and / or maturation of the endocrine lineage, during phases 6 and 7, a combination of growth factors was applied that included, but are not limited to, BMP4 ("BMP"), Sonic Hedgehog ("SHH"), platelet-derived growth factor ("PDGF"), FGF2 ("FGF"), retinoic acid and / or retinoic acid analogs, such as TTNPB ("TTNPB"), growth factor of type insulin I (IGF-I or "IGF1") and II (IGF-II or "IGF2"), a derivative of vitamin B3, Nicotinamide ("NC") or combinations of one or more of these growth factors. One such combination is described in Table 17, protocol No. 3.

Por ejemplo, el PEC elaborado a partir del protocolo de AHW esencialmente como se describe anteriormente en el Ejemplo 10 se trató adicionalmente en la fase 5 (días 13 y 14) con el inhibidor de la gamma secretasa, RO4929097 ("R01"), normalmente, durante 2 días a 1 pM, de acuerdo con la Tabla 17, Protocolo n.° 3. Este tratamiento en fase 5 produce la inducción de la expresión de NGN3 y, posteriormente, la diferenciación endocrina. Además, la nicotinamida se incluyó durante las fases 5 y 6 para inducir también la expresión de NGN3 o la diferenciación endocrina. La expresión del gen NGN3 se analizó mediante detección Nanostring de ARNm después de la fase 4 (cultivos del día 13), después de la fase 5 (cultivos del día 15) y después de 2 días de la fase 6. Como se muestra en la FIG. 17, el inhibidor de la gamma-secretasa indujo fuertemente la expresión de NGN3 después de la fase 5 en el día 15 en comparación con la expresión de bajo nivel de NGN3 al final de la fase 4 (día 13). Después de la eliminación del inhibidor de gamma-secretasa en el día 15 (primer día de la fase 6), la expresión de NGN3 disminuye como se observa en el día 17 (FIG. 17). Este aumento transitorio en la expresión de NGN3 durante la fase 5 coincide con su expresión transitoria observada durante el desarrollo de células beta in vivo. Véase Jorgensen et al. (2007) supra. For example, the PEC prepared from the AHW protocol essentially as described above in Example 10 was further treated in phase 5 (days 13 and 14) with the gamma secretase inhibitor, RO4929097 ("R01"), normally , for 2 days at 1 pM, according to Table 17, Protocol No. 3. This phase 5 treatment produces the induction of NGN3 expression and, subsequently, endocrine differentiation. In addition, nicotinamide was included during phases 5 and 6 to also induce NGN3 expression or endocrine differentiation. The expression of the NGN3 gene was analyzed by Nanostring detection of mRNA after phase 4 (cultures of day 13), after phase 5 (cultures of day 15) and after 2 days of phase 6. As shown in FIG. 17, the gamma-secretase inhibitor strongly induced NGN3 expression after phase 5 on day 15 compared to low level expression of NGN3 at the end of phase 4 (day 13). After removal of the gamma-secretase inhibitor on day 15 (first day of phase 6), the expression of NGN3 decreases as observed on day 17 (FIG. 17). This transient increase in the expression of NGN3 during phase 5 coincides with its transient expression observed during the development of beta cells in vivo. See Jorgensen et al. (2007) supra.

Se observa que el número total de días para cualquiera de las fases puede variar y varía, por ejemplo, las fases 5, 6 y/o 7 se pueden acortar o alargar en el número de días. Esto se aplica también a las fases anteriores 1, 2, 3 y 4. It is noted that the total number of days for any of the phases may vary and varies, for example, phases 5, 6 and / or 7 may be shortened or lengthened in the number of days. This also applies to the previous phases 1, 2, 3 and 4.

Además, se puede añadir un inhibidor de la rho-quinasa a los medios de diferenciación de forma continua o intermitente durante cualquiera de las fases 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 para potenciar la supervivencia celular, la masa celular y el rendimiento. Un inhibidor de la rho-quinasa en las fases 1, 2 y 4, por ejemplo, parece potenciar la diferenciación de células madre pluripotentes inducida, por ejemplo, mediante el mantenimiento de la masa celular y el rendimiento. In addition, a rho-kinase inhibitor can be added to the differentiation media continuously or intermittently during any of phases 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 to enhance cell survival, cell mass and performance A rho-kinase inhibitor in phases 1, 2 and 4, for example, seems to enhance the differentiation of pluripotent stem cells induced, for example, by maintaining cell mass and performance.

Asimismo, en aproximadamente el día 20 (es decir, la unión entre las fases 6 y 7 del Protocolo n.° 3 de la Tabla 17), los agregados celulares pueden disociarse y volver a agregarse. Esta disociación y reagregación eliminaron ciertas subpoblaciones celulares, dejando así una población de células predominantemente endocrinas y/o progenitoras/precursoras endocrinas /progenitoras (CHGA+). Esta manipulación física también facilita el análisis de las poblaciones endocrinas y constituye una etapa de purificación, en caso de necesitarse. Para más información, véase el Ejemplo 14.Also, on approximately day 20 (i.e., the junction between phases 6 and 7 of Protocol # 3 of Table 17), cell aggregates can be dissociated and added again. This dissociation and reintegration eliminated certain cellular subpopulations, thus leaving a population of predominantly endocrine and / or endocrine / progenitor / progenitor (CHGA +) precursor cells. This physical manipulation also facilitates the analysis of endocrine populations and constitutes a stage of purification, if needed. For more information, see Example 14.

Además, partiendo dela fase 6 a la fase 7, si fuera necesario, se puede usar una concentración muy baja, por ejemplo, aproximadamente el 0,05 %, de Matrigel para ayudar a mantener los agregados celulares y/o evitar que las células endocrinas migren de los agregados celulares. El uso de Matrigel o cualquier otra matriz celular compleja puede depender de los propios agregados celulares específicos (por ejemplo, agregados de PEC, agregados de células progenitoras/precursoras endocrinas como se describe a continuación y similares) y, potencialmente, de la estirpe de PSC de la que se derivaron los agregados celulares. Es posible el uso de otras matrices complejas o matrices definidas, por ejemplo, suero, laminina, fibronectina, colágeno y otras proteínas de la matriz extracelular, para realizar funciones esencialmente similares. Para más información, véase el Ejemplo 14.In addition, starting from phase 6 to phase 7, if necessary, a very low concentration, for example, approximately 0.05%, of Matrigel can be used to help maintain cell aggregates and / or prevent endocrine cells migrate from cell aggregates. The use of Matrigel or any other complex cell matrix may depend on the specific cell aggregates themselves (eg, PEC aggregates, endocrine progenitor / precursor cell aggregates as described below, and the like) and, potentially, on the PSC line. from which cell aggregates were derived. It is possible to use other complex matrices or matrices defined, for example, serum, laminin, fibronectin, collagen and other extracellular matrix proteins, to perform essentially similar functions. For more information, see Example 14.

La adición del factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) 1 y/o 2 (IGF1 o IGF2) se puede añadir en la fase 6 o 7 o durante la fase 6, por ejemplo, a partir del día 16, 17 o 18. Las células madre pluripotentes se diferenciaron esencialmente como se describe anteriormente de acuerdo con la Tabla 17, excepto por la adición de IGF1 a 50 o 200 ng/ml o IGF2 a 25 o 100 ng/ml a los cultivos celulares durante la fase 6, específicamente en el día 17 durante aproximadamente 3 días. Los agregados celulares se analizaron en busca de ARNm usando Nanostring después de la fase 6 (día 20). Estos estudios preliminares mostraron que IGF2 resultó ser más capaz de inducir la expresión de INS que IGF1 (datos no mostrados); sin embargo, un tratamiento más prolongado podría producir un efecto más potente de IGF2 solo o IGF1, o la combinación de los dos.The addition of insulin-like growth factor (IGF) 1 and / or 2 (IGF1 or IGF2) can be added in phase 6 or 7 or during phase 6, for example, from day 16, 17 or 18 Pluripotent stem cells differed essentially as described above in accordance with Table 17, except for the addition of IGF1 at 50 or 200 ng / ml or IGF2 at 25 or 100 ng / ml to cell cultures during phase 6, specifically on day 17 for about 3 days. Cellular aggregates were analyzed for mRNA using Nanostring after phase 6 (day 20). These preliminary studies showed that IGF2 proved to be more capable of inducing INS expression than IGF1 (data not shown); however, a longer treatment could produce a more potent effect of IGF2 alone or IGF1, or the combination of the two.

La Tabla 17 describe el uso de varios factores de crecimiento a ciertas concentraciones; sin embargo, la invención no se limita a las concentraciones específicas descritas en el presente documento, ya que un experto en la materia reconocerá que la modificación de la concentración del factor de crecimiento es convencional en la técnica y, de hecho, se describe en los ejemplos anteriores con al menos cambios en los niveles de Activina y Heregulina, y su efecto sobre la diferenciación celular y la composición. Las modificaciones en el presente documento incluyen, pero sin limitación, 5, 10, 20, 50 a 100 ng/ml de Activina; 5, 25, 50 a 75 ng/ml de Wnt; 2, 5, 10, 30 ng/ml de Heregulina; sonic hedge-hog a de 10 a 200 ng/ml (SHH); de 10 a 100 ng/ml de PDGF; de 10 a 20 ng/ml de BMP; de 2 a 20 ng/ml de FGF2; y de 25 a 200 ng/ml de IGF1 y/o IGF2. Además, se puede usar cualquiera de las combinaciones de estos factores, y se puede variar la fase o el período en que se usen, incluso significativamente, sin apartarse de la invención descrita.Table 17 describes the use of various growth factors at certain concentrations; however, the invention is not limited to the specific concentrations described herein, since one skilled in the art will recognize that the modification of the growth factor concentration is conventional in the art and, in fact, is described in the Previous examples with at least changes in the levels of Activin and Heregulin, and their effect on cell differentiation and composition. Modifications herein include, but are not limited to, 5, 10, 20, 50 to 100 ng / ml of Activin; 5, 25, 50 to 75 ng / ml of Wnt; 2, 5, 10, 30 ng / ml Heregulin; sonic hedge-hog a 10 to 200 ng / ml (SHH); from 10 to 100 ng / ml of PDGF; from 10 to 20 ng / ml BMP; from 2 to 20 ng / ml of FGF2; and from 25 to 200 ng / ml of IGF1 and / or IGF2. In addition, any of the combinations of these factors can be used, and the phase or period in which they are used, even significantly, can be varied without departing from the described invention.

Ejemplo 12Example 12

FUNCIÓN IN VIVO DE CÉLULAS ENDOCRINAS PANCREÁTICAS IN VIVO FUNCTION OF PANCREATIC ENDOCRINE CELLS

Hasta ahora, las poblaciones enriquecidas de células endocrinas producidas in vitro a partir de PSC no han dado lugar a células beta secretoras de insulina sensibles a la glucosa in vivo. Por lo tanto, los solicitantes probaron si los métodos anteriores de acuerdo con la Tabla 17 y los descritos en el Ejemplo 11 anterior podrían producir la primera célula endocrina in vitro sensible a la glucosa in vivo. Until now, enriched populations of endocrine cells produced in vitro from PSC have not resulted in glucose-sensitive insulin-secreting beta cells in vivo. Therefore, the applicants tested whether the above methods according to Table 17 and those described in Example 11 above could produce the first glucose-sensitive in vitro endocrine cell in vivo.

Las células madre pluripotentes humanas se diferenciaron de acuerdo con el Protocolo n.° 3 de la Tabla 17 para las fases 1-5; sin embargo, en las fases 6 y 7, solo se usó FBS, Matrigel y un inhibidor de la rho-quinasa, además del medio de DMEM base con suplemento de B-27. La expresión de ARN fue analizada mediante Nanostring, con puntos de tiempo al comienzo de las fases 5 (d13) y 6 (d15), y al final de las fases 6 (d20) y 7 (d26). Las FIG. 18A-D y 19A-D muestran niveles relativos de expresión de ARNm para marcadores de subpoblaciones progenitoras pancreáticas no endocrinas multipotentes, incluyendo PDX1, NKX6.1, SOX9 y PTF1A, y marcadores de células endocrinas que incluyen insulina (INS), glucagón (GCG), somatostatina (SST) y grelina (GHRL). Al final de la fase 4 (día 13), PDX1, SOX9, NKX6.1 y PTF1A fueron altamente expresados. Todos estos marcadores se reducen durante la fase 5 a medida que se produce la diferenciación o la inducción endocrinas (día 15). Asimismo, al final de la fase 6 (día 20) o a comienzos de la fase 7, los niveles de ARNm de PDX1, NKX6.1 y PTF1A han disminuido, al mismo tiempo que los niveles de ARNm de INS, GCG, GHRL y SST aumentaron (compárense las FIG.18A-D y FIG.19A-D en el día 20). Específicamente, la disminución de la expresión de PDX1 y PFT1A, y el drástico aumento concomitante en la expresión relativa de ARNm de INS, GCG, GHRL y SST a través de las fases 5 y 6 se deben a la combinación de Activina, Heregulina y Wnt (AHW), y en particular, a la Activina, en las fases 3 y 4. Es decir, la inclusión de Activina en las fases 3 y 4 reprimió la diferenciación endocrina en las fases 3 y 4, mientras que la gamma-secretasa en la fase 5 indujo la diferenciación endocrina en las fases 5, 6 y 7. Los niveles similares de expresión de NKX6.1 en los días 20 y 26 (fases 6 y 7) en comparación con los puntos de tiempo anteriores mostrados coincidieron con la expresión de este marcador en células endocrinas pancreáticas, así como en subpoblaciones progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas. Por lo tanto, en fases posteriores (por ejemplo, fases 5, 6 y 7), las células se dirigieron hacia la diferenciación endocrina, mientras que se suprimieron de hacer lo mismo en las fases anteriores, fases 3 y 4.Human pluripotent stem cells were differentiated according to Protocol No. 3 of Table 17 for phases 1-5; however, in phases 6 and 7, only FBS, Matrigel and a rho-kinase inhibitor were used, in addition to the base DMEM medium with B-27 supplement. RNA expression was analyzed by Nanostring, with time points at the beginning of phases 5 (d13) and 6 (d15), and at the end of phases 6 (d20) and 7 (d26). FIG. 18A-D and 19A-D show relative levels of mRNA expression for markers of multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulations, including PDX1, NKX6.1, SOX9 and PTF1A, and endocrine cell markers including insulin (INS), glucagon (GCG ), somatostatin (SST) and ghrelin (GHRL). At the end of phase 4 (day 13), PDX1, SOX9, NKX6.1 and PTF1A were highly expressed. All these markers are reduced during phase 5 as endocrine differentiation or induction occurs (day 15). Also, at the end of phase 6 (day 20) or at the beginning of phase 7, the mRNA levels of PDX1, NKX6.1 and PTF1A have decreased, at the same time as the mRNA levels of INS, GCG, GHRL and SST increased (compare FIG. 18A-D and FIG. 19A-D on day 20). Specifically, the decrease in the expression of PDX1 and PFT1A, and the drastic concomitant increase in the relative expression of mRNA of INS, GCG, GHRL and SST through phases 5 and 6 are due to the combination of Activin, Heregulin and Wnt (AHW), and in particular, to Activin, in phases 3 and 4. That is, the inclusion of Activin in phases 3 and 4 suppressed endocrine differentiation in phases 3 and 4, while gamma-secretase in phase 5 induced endocrine differentiation in phases 5, 6 and 7. Similar levels of NKX6.1 expression on days 20 and 26 (phases 6 and 7) compared to the previous time points shown coincided with the expression of this marker in pancreatic endocrine cells, as well as in multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulations. Therefore, in later phases (for example, phases 5, 6 and 7), the cells were directed towards endocrine differentiation, while they were suppressed from doing the same in the previous phases, phases 3 and 4.

Después de la fase 6, los agregados celulares se disociaron y se volvieron a agregar (descrito con más detalle a continuación en el Ejemplo 14), lo que eliminó algunos tipos de células creados durante las fases 3 y 4, incluyendo ciertas subpoblaciones de PEC, por ejemplo, células no endocrinas (CHGA-). La eliminación de subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) y/o células exocrinas y/o células progenitoras exocrinas y/o de conductos y/o células progenitoras de conductos se puede ver por la disminución drástica en SOX9 y PTF1A después de la agregación (FIG.18, compárese el día 20 con el día 26). Después de la fase 7, las células endocrinas se cargaron en dispositivos el día 26 y se trasplantaron a ratones RAG2 el día 27 esencialmente como se ha descrito previamente para el trasplante (o la implantación) en ratones SCID beige. La FIG. 20 muestra los niveles séricos de péptidos C humanos después del ayuno y una hora (60') después de la administración de o exposición a la glucosa. A las 10 semanas del implante, los cinco animales estaban produciendo insulina según lo observado por el P-péptido humano en suero. A las 15 semanas después del implante (FIG. 21), todos los animales mostraron niveles aumentados de producción de insulina en comparación con las 10 semanas posteriores al implante, y 2 de los 5 animales promediaron 1500 pM de péptido C, lo que es evidencia de una potente capacidad de respuesta a la glucosa in vivo. After phase 6, the cell aggregates were dissociated and added again (described in more detail below in Example 14), which eliminated some types of cells created during phases 3 and 4, including certain subpopulations of PEC, for example, non-endocrine cells (CHGA-). The elimination of non-endocrine subpopulations (CHGA-) and / or exocrine cells and / or exocrine progenitor cells and / or duct progenitor cells and / or cells can be seen by the drastic decrease in SOX9 and PTF1A after aggregation (FIG .18, compare day 20 with day 26). After phase 7, endocrine cells were loaded into devices on day 26 and transplanted to RAG2 mice on day 27 essentially as previously described for transplantation (or implantation) in beige SCID mice. FIG. 20 shows serum levels of human C-peptides after fasting and one hour (60 ') after administration of or exposure to glucose. At 10 weeks after implantation, the five animals were producing insulin as observed by human serum P-peptide. At 15 weeks after implantation (FIG. 21), all animals showed increased levels of insulin production compared to 10 weeks after implantation, and 2 of the 5 animals averaged 1500 pM C-peptide, which is evidence of a potent ability to respond to glucose in vivo.

Antes de cargar las células endocrinas en dispositivos el día 26, se tomaron muestras para verificar que las células beta funcionales se desarrollaron, maduraron y surgieron de células endocrinas trasplantadas de las fases 6 y 7 y no, por ejemplo, de cualquier subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina restante. Se realizó la Inmunocitoquímica usando marcadores endocrinos y no endocrinos en las muestras. Las secciones congeladas del día 26 se cosieron con anticuerpos usando DAPI (FIG. 22A), NKX6.1 y cromogranina A (FIG. 22B). Es evidente que la gran mayoría de las células positivas (rojas) en NKX6.1 también se tiñen de forma positiva para la cromogranina (CHGA+), un marcador endocrino. Por lo tanto, parece que las células progenitoras pancreáticas multipotentes no endocrinas, como se muestra por la falta de células CHGA-/NKX6.1+, no parecen estar presentes en ningún número significativo en estas preparaciones de células endocrinas.Before loading the endocrine cells into devices on day 26, samples were taken to verify that functional beta cells developed, matured and emerged from transplanted endocrine cells of phases 6 and 7 and not, for example, from any multipotent pancreatic progenitor subpopulation no endocrine remaining. Immunocytochemistry was performed using endocrine and non-endocrine markers in the samples. The frozen sections of day 26 were sewn with antibodies using DAPI (FIG. 22A), NKX6.1 and chromogranin A (FIG. 22B). It is clear that the vast majority of positive (red) cells in NKX6.1 also stain positively for chromogranin (CHGA +), an endocrine marker. Therefore, it appears that non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells, as shown by the lack of CHGA- / NKX6.1 + cells, do not appear to be present in any significant number in these endocrine cell preparations.

Las muestras de estos mismos agregados de células endocrinas también se tiñeron conjuntamente para INS, NKX6.1 y PDX1 (FIG. 23A-B). Las FIG. 23A-B mostraron que la mayoría de las células que expresan insulina también expresan NKX6.1 y PDX1. Este es un resultado sorprendente dado que los informes publicados previamente de células que expresan insulina derivadas in vitro de PSC no expresan conjuntamente NKX6.1 y/o PDX1. Véase la patente de Ee . u U. n.° 7.033.831 y las solicitudes relacionadas de Geron Corporation y Jiang et al. (2007), "Generation of insulinproducing islet-like clusters from human embryonic stem cells", Stem Cells, agosto de 2007;25(8):1940-53. Epub 17 mayo de 2007.Samples of these same endocrine cell aggregates were also stained together for INS, NKX6.1 and PDX1 (FIG. 23A-B). FIG. 23A-B showed that most insulin-expressing cells also express NKX6.1 and PDX1. This is a surprising result given that previously published reports of cells expressing insulin derived in vitro from PSC do not jointly express NKX6.1 and / or PDX1. See US patent. u No. 7,033,831 and related applications of Geron Corporation and Jiang et al. (2007), "Generation of insulinproducing islet-like clusters from human embryonic stem cells", Stem Cells, August 2007; 25 (8): 1940-53. Epub May 17, 2007.

En conjunto, estos datos proporcionan evidencias convincentes de que, por primera vez, un cultivo celular endocrino derivado de PSC in vitro puede (1) expresar conjuntamente INS, Pd x 1 y NKX6.1 in vitro, y es probable que sea sensible a la glucosa in vitro; y (2) puede dar lugar a células secretoras de insulina sensibles a la glucosa in vivo. Together, these data provide convincing evidence that, for the first time, an endocrine cell culture derived from PSC in vitro can (1) jointly express INS, Pd x 1 and NKX6.1 in vitro, and is likely to be sensitive to glucose in vitro; and (2) can lead to glucose sensitive insulin secreting cells in vivo.

Ejemplo 13Example 13

EL ÁCIDO RETINOICO, LA NICOTINAMIDA Y LA BMP AUMENTAN LA EXPRESIÓN DE PDX1 Y NKX6.1 EN CÉLULAS ENDOCRINASRETINOIC ACID, NICOTINAMIDE AND BMP INCREASE THE EXPRESSION OF PDX1 AND NKX6.1 IN ENDOCRINE CELLS

Un sello distintivo de las células beta maduras es que regulan al alza NKX6.1 y PDX1, a nivel celular individual, en relación con los niveles observados en las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) de PEC. Los ejemplos 11 y 12 describieron la producción de células endocrinas, por lo que la mayoría de las células tienen niveles de expresión de NKX6.1 y PDX1 similares a los observados para la subpoblación no endocrina (CHGA-) de PEC. Por consiguiente, es deseable identificar factores de crecimiento que mejoren específicamente la expresión de al menos estos dos marcadores en células endocrinas positivas en insulina.A hallmark of mature beta cells is that they regulate upward NKX6.1 and PDX1, at the individual cellular level, in relation to the levels observed in non-endocrine subpopulations (CHGA-) of PEC. Examples 11 and 12 described the production of endocrine cells, whereby most of the cells have NKX6.1 and PDX1 expression levels similar to those observed for non-endocrine subpopulation (CHGA-) of PEC. Therefore, it is desirable to identify growth factors that specifically improve the expression of at least these two markers in insulin-positive endocrine cells.

Dos factores candidatos incluyen TTNPB, un ácido retinoico o análogo de retinoide, y BMP4, un miembro de la familia de proteínas morfogenéticas óseas que forma parte de la superfamilia de factores de crecimiento transformantes beta. TTNPB y BMP4 se probaron en varias combinaciones en las fases 6 y 7, y en diversas concentraciones, pero normalmente a 0,5 nM y 10 ng/ml, respectivamente. Como se muestra mediante el análisis de ARNm de Nanostring en la FIG. 24, BMP en las fases 6 y 7, solo en la fase 7, o en combinación con TTNPB, puede aumentar simultáneamente la expresión de insulina y PDX1 (FIG.24A y C). Por el contrario, TTNPB solo en estas mismas fases (fases 6 y 7 y fase 7 solo) no parece aumentar la expresión de PDX1, e incluso parece disminuir ligeramente la expresión de PDX1 en comparación con BMP sola (compárense las columnas 4 y 5 de FIG.24C con las columnas 2 y 3). Los efectos de BMP en la expresión de NKX6.1 son menos evidentes, ya que, en todas las condiciones, (el tratamiento con BMP sola, TTNPB solo, BMP y TTNPB combinados, tratamiento de cada uno en las fases 6 y 7, o solo en la fase 7), La expresión de NKX6.1 es relativamente estable. Como un indicador adicional de la especificidad de BMP, también se observó que BMP regulaba al alza la expresión del gen del inhibidor de la diferenciación (ID) (por ejemplo, ID1), que se sabe que está regulada por miembros de la superfamilia de TGF-p, incluyendo BMP4 (FIG.24D). Por lo tanto, sin limitar dicha aplicación a ninguna teoría, parece que BMP es el factor que induce selectivamente la regulación al alza de PDX1 e iD1.Two candidate factors include TTNPB, a retinoic acid or retinoid analog, and BMP4, a member of the family of bone morphogenetic proteins that is part of the superfamily of transforming growth factors beta. TTNPB and BMP4 were tested in various combinations in phases 6 and 7, and in various concentrations, but usually at 0.5 nM and 10 ng / ml, respectively. As shown by Nanostring mRNA analysis in FIG. 24, BMP in phases 6 and 7, only in phase 7, or in combination with TTNPB, can simultaneously increase the expression of insulin and PDX1 (FIG. 24A and C). On the contrary, TTNPB only in these same phases (phases 6 and 7 and phase 7 alone) does not seem to increase the expression of PDX1, and even seems to slightly decrease the expression of PDX1 compared to BMP alone (compare columns 4 and 5 of FIG. 24C with columns 2 and 3). The effects of BMP on the expression of NKX6.1 are less evident, since, in all conditions, (treatment with BMP alone, TTNPB alone, BMP and TTNPB combined, treatment of each in phases 6 and 7, or only in phase 7), The expression of NKX6.1 is relatively stable. As an additional indicator of the specificity of BMP, it was also observed that BMP upregulated the expression of the differentiation inhibitor (ID) gene (for example, ID1), which is known to be regulated by members of the TGF superfamily -p, including BMP4 (FIG. 24D). Therefore, without limiting such application to any theory, it seems that BMP is the factor that selectively induces upward regulation of PDX1 and iD1.

Para determinar si algunos de estos marcadores se expresaron conjuntamente en alguna célula, los agregados de células endocrinas se fijaron en el día 27 (después de la fase 7) de diferenciación, y se prepararon secciones congeladas y se tiñeron mediante inmunocitoquímica (ICC) para el péptido C, NKX6.1 y PDX1. Véanse las FIG. 25­ 28. En este caso, En lugar de teñir con INS, las células se tiñeron con un anticuerpo contra el péptido C, un fragmento central de proinsulina, y por lo tanto, esta tinción también es indicativa de células que expresan insulina (FIG. 25). Los resultados de ICC coincidieron con los datos de Nanostring anteriores, es decir, que BMP sola, o combinada con TTNPB, en las fases 6 y 7, o solo en la fase 7, fue capaz de inducir la expresión de PDX1 en células que expresaban insulina (péptido C) (Fig. 25 y 26).To determine if some of these markers were expressed together in any cell, the endocrine cell aggregates were fixed on day 27 (after phase 7) of differentiation, and frozen sections were prepared and stained by immunocytochemistry (ICC) for peptide C, NKX6.1 and PDX1. See FIG. 25 28. In this case, Instead of staining with INS, the cells were stained with an antibody against peptide C, a central fragment of proinsulin, and therefore, this staining is also indicative of cells expressing insulin (FIG. 25). The results of ICC coincided with the previous Nanostring data, that is, that BMP alone, or combined with TTNPB, in phases 6 and 7, or only in phase 7, was able to induce PDX1 expression in cells expressing insulin (peptide C) (Fig. 25 and 26).

A pesar del hecho de que los datos de ARNm sugirieron que BMP y TTNPB solos o en combinación tuvieron poco efecto sobre la expresión de NKX6.1, los estudios del ICC demostraron que, a nivel celular, la expresión conjunta de células que expresan NKX6.1 y péptido C (o insulina) es bastante potente (Fig. 27 y 28), es decir, la tinción de NKX6.1 es brillante, y también suele ser más brillante que la observada en la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina. Por lo tanto, la expresión de NKX6.1 parece expresarse conjuntamente de manera predominante con células que expresan péptido C (o insulina). Los datos combinados de ARNm (Nanostring) y proteína (ICC) también demuestran que, en ciertos contextos, puede haber un límite para usar solo una metodología para caracterizar inicialmente un tipo de célula. Por lo tanto, los datos de ICC demostraron que la BMP sola o en combinación con TTNPB en las fases 6 y 7, o solo en 7, pudo aumentar los niveles de PDX1 y NKX6.1 en las células que expresaban péptido C (o insulina) (FIG. 27 y 28). El efecto más fuerte se observa cuando los dos factores se usan en combinación, pero BMP sola es capaz de conseguir lo mismo. TTNPB también puede regular independientemente de PDX1 y NKX6.1. Por ejemplo, el tratamiento con TTNPB durante menos días, por ejemplo, 2, 3 o 4 días durante la fase 7 fue capaz de inducir la expresión de NKX6.1 sin la presencia de BMP (datos no mostrados). Por consiguiente, el uso de estos factores de crecimiento, en particular, para TTNPB, puede ser dependiente del tiempo.Despite the fact that mRNA data suggested that BMP and TTNPB alone or in combination had little effect on NKX6.1 expression, ICC studies showed that, at the cellular level, the joint expression of NKX6-expressing cells. 1 and peptide C (or insulin) is quite potent (Fig. 27 and 28), that is, the staining of NKX6.1 is bright, and is also usually brighter than that observed in the multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation. Therefore, the expression of NKX6.1 seems to be expressed predominantly together with cells expressing C-peptide (or insulin). The combined mRNA (Nanostring) and protein (ICC) data also demonstrate that, in certain contexts, there may be a limit to using only one methodology to characterize initially a type of cell. Therefore, the ICC data demonstrated that BMP alone or in combination with TTNPB in phases 6 and 7, or only in 7, was able to increase the levels of PDX1 and NKX6.1 in cells expressing C (or insulin) peptide ) (FIG. 27 and 28). The strongest effect is observed when the two factors are used in combination, but BMP alone is able to achieve the same. TTNPB can also regulate independently of PDX1 and NKX6.1. For example, treatment with TTNPB for less days, for example, 2, 3 or 4 days during phase 7 was able to induce the expression of NKX6.1 without the presence of BMP (data not shown). Therefore, the use of these growth factors, in particular, for TTNPB, may be time dependent.

Refiriéndose específicamente a la nicotinamida, la FIG. 29 muestra que la nicotinamida en las condiciones de cultivo de la fase 6 aumenta la expresión de INS y disminuye la expresión de GCG, dando lugar a un aumento del triple en la relación de expresión de INS/GCG. La función de la nicotinamida no está clara, pero se ha informado que la nicotinamida previene la pérdida de células beta en roedores como resultado del tratamiento con estreptozotocina, mediante la inhibición de PARP-1, poli(adenosina trifosfato [ADP]-ribosa) polimerasa-1, y previniendo el agotamiento de NAD+. Véase Masiello, P. et al. (1998) "Experimental N iDd M Development of a New Model in Adult Rats Administered Streptozotocin and Nicotinamide", Diabetes, 47 (2):224-9. La nicotinamida también puede aumentar la diferenciación endocrina y el contenido de insulina en los islotes fetales humanos. Véase Otonkoski T. et al. (1993), "Nicotinamide is a potent inducer of endocrine differentiation in cultured human fetal pancreatic cells". J Clin Invest 92:1459 -1466.Referring specifically to nicotinamide, FIG. 29 shows that nicotinamide under the culture conditions of phase 6 increases INS expression and decreases GCG expression, resulting in a triple increase in the INS / GCG expression ratio. The role of nicotinamide is unclear, but nicotinamide has been reported to prevent the loss of beta cells in rodents as a result of streptozotocin treatment, by inhibiting PARP-1, poly (adenosine triphosphate [ADP] -ribose) polymerase -1, and preventing the depletion of NAD +. See Masiello, P. et al. (1998) "Experimental N iDd M Development of a New Model in Adult Rats Administered Streptozotocin and Nicotinamide", Diabetes, 47 (2): 224-9. Nicotinamide can also increase endocrine differentiation and insulin content in human fetal islets. See Otonkoski T. et al. (1993), "Nicotinamide is a potent inducer of endocrine differentiation in cultured human fetal pancreatic cells". J Clin Invest 92: 1459-1466.

De nuevo, las células beta maduras in vivo expresan altos niveles de PDX1 y NKX6.1, y altos niveles de PDX1 y NKX6.1 son necesarios para la función adecuada. Por lo tanto, BMP, y BMP en combinación con TTNPB, al inducir una alta expresión de ambos marcadores en células positivas en insulina indica que, por primera vez, se pueden producir células endocrinas sensibles a la glucosa no solo in vivo sino también potencialmente in vitro. Again, mature beta cells in vivo express high levels of PDX1 and NKX6.1, and high levels of PDX1 and NKX6.1 are necessary for proper function. Therefore, BMP, and BMP in combination with TTNPB, by inducing high expression of both markers in insulin-positive cells indicates that, for the first time, glucose-sensitive endocrine cells can be produced not only in vivo but also potentially in vitro.

Asimismo, como se ha mencionado anteriormente, los días para las fases 6 y 7 no son rígidos, y pueden acortarse, o incluso alargarse, y un experto en la materia reconocerá esto, pues los 5 y 10 días para las fases 6 y 7, respectivamente, se pueden manipular fácilmente; en particular, si se usan esencialmente los mismos factores de crecimiento que se describen en el presente documento y de acuerdo con la Tabla 17.Also, as mentioned above, the days for phases 6 and 7 are not rigid, and can be shortened, or even lengthened, and a person skilled in the art will recognize this, since the 5 and 10 days for phases 6 and 7, respectively, they can be easily manipulated; in particular, if essentially the same growth factors are used as described herein and in accordance with Table 17.

Ejemplo 14Example 14

MATRIGEL SOLO Y EN COMBINACIÓN CON UN INHIBIDOR DE RHO KINASE MEJORA LA ADHESIÓN CELULAR DE LOS AGREGADOS DE CÉLULAS ENDOCRINAS Y PECMATRIGEL ONLY AND IN COMBINATION WITH A RHO KINASE INHIBITOR IMPROVES CELLULAR ADHESION OF ENDOCRINE CELL AND PEC AGGREGATES

En el Ejemplo 11 anterior, los agregados celulares se disociaron y se volvieron a agregar o se volvieron a asociar entre las fases 6 y 7. La disociación se realizó con Accutase en o alrededor del día 20 y se volvió a agregar en un cultivo de rotación, esencialmente como se describe en Schulz et al. supra. La reagregación elimina ciertas subpoblaciones de PEC, incluyendo las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) restantes, así como otras células no endocrinas, como se describe con más detalle en Kelly et al. (2011), supra. Las células endocrinas tienen afinidad entre sí, sin embargo, esta interacción in vitro es relativamente débil, incluso las células reagregadas en las fases 6/7 solo se asociaron de manera floja. Por tanto, se realizaron estudios para probar diversos factores y agentes para determinar su capacidad para aumentar las interacciones de célula a célula dentro de los agregados de células endocrinas.In Example 11 above, cell aggregates were dissociated and re-aggregated or re-associated between phases 6 and 7. Dissociation was performed with Accutase on or around day 20 and added again in a rotation culture. , essentially as described in Schulz et al. supra. The reintegration removes certain subpopulations of PEC, including the remaining non-endocrine subpopulations (CHGA-), as well as other non-endocrine cells, as described in more detail in Kelly et al. (2011), supra. Endocrine cells have an affinity with each other, however, this in vitro interaction is relatively weak, even cells reacgregated in phases 6/7 were only loosely associated. Therefore, studies were conducted to test various factors and agents to determine their ability to increase cell-to-cell interactions within endocrine cell aggregates.

Se descubrió que la adición de un Y-27632, un inhibidor de la rho-quinasa y Matrigel diluido (0,05 % v/v) fue capaz de potenciar asociaciones de células más estrechas de los agregados de células endocrinas reagregadas. La combinación de Y-27632 y Matrigel aumentó al menos, por ejemplo, la interacción de célula a célula de los agregados celulares frente a cualquiera de los componentes solo.It was found that the addition of a Y-27632, a diluted rho-kinase and Matrigel inhibitor (0.05% v / v) was able to enhance closer cell associations of the aggregates of re-aggregated endocrine cells. The combination of Y-27632 and Matrigel increased at least, for example, cell-to-cell interaction of cell aggregates against any of the components alone.

Un cultivo diferenciado producido esencialmente como se describe en el Ejemplo 12, en el día 20, se disoció con Accutase y se volvió a agregar en db con FBS al 5 % (las concentraciones más bajas de FBS, es decir, 2 % o 1 % también son eficaces) y DNAsa. No se incluyó Y-27632 en el medio de reagregación, ya que hacerlo hubiera dado lugar a la incorporación de subpoblaciones no endocrinas (CHGA-), así como otras células no endocrinas en los agregados recién formados. Al día siguiente, y cada día posterior, los agregados celulares se trataron con Y-27632 o Matrigel, o con ambos componentes. Se tomaron imágenes con un estereomicroscopio 1, 2 y 3 días después de la agregación, como se muestra en la FIG. 30. La FIG. 30 demuestra que la combinación de Matrigel, Y-27632 y db-FBS fue la más eficaz. Esta combinación fue más eficaz que usar db-FBS solo o db-FBS y Matrigel o db-FBS e Y-27632 (compárese con la FIG. 30A-D). Los agregados celulares que usan los agentes combinados parecían morfológicamente más ajustados el resto de las otras muestras (FIG. 30D). Es probable que los agentes mejoren el contacto de célula a célula y las interacciones entre las células y la matriz; aunque experimentos posteriores en ausencia de FBS, y solo Matrigel y Y-27632 dieron los mismos resultados. Estos agregados celulares más apretados aparecen más morfológicamente como tejido orgánico. Esto es ventajoso para que los agregados celulares puedan soportar mejor las tensiones del cultivo de rotación, la carga en dispositivos, la manipulación para el trasplante, han mejorado el desarrollo y la maduración in vitro e in vivo, y similares. A differentiated culture produced essentially as described in Example 12, on day 20, was dissociated with Accutase and added again in db with 5% FBS (the lowest concentrations of FBS, i.e. 2% or 1% They are also effective) and DNAse. Y-27632 was not included in the reintegration medium, since doing so would have resulted in the incorporation of non-endocrine subpopulations (CHGA-), as well as other non-endocrine cells in the newly formed aggregates. The next day, and every day after, cell aggregates were treated with Y-27632 or Matrigel, or with both components. Images were taken with a stereomicroscope 1, 2 and 3 days after aggregation, as shown in FIG. 30. FIG. 30 demonstrates that the combination of Matrigel, Y-27632 and db-FBS was the most effective. This combination was more effective than using db-FBS alone or db-FBS and Matrigel or db-FBS and Y-27632 (compare FIG. 30A-D). The cell aggregates using the combined agents seemed morphologically more adjusted for the rest of the other samples (FIG. 30D). Agents are likely to improve cell-to-cell contact and interactions between cells and the matrix; although subsequent experiments in the absence of FBS, and only Matrigel and Y-27632 gave the same results. These tighter cell aggregates appear more morphologically as organic tissue. This is advantageous so that cell aggregates can better withstand the stresses of the rotational culture, loading on devices, manipulation for transplantation, have improved development and maturation in vitro and in vivo, and the like.

Ejemplo 15Example 15

LA AUSENCIA DE NOGINA PROPORCIONA PEC ENRIQUECIDO EN LA SUBPOBLACIÓN PROGENITORA MULTIPOTENTE NO ENDOCRINA CON CONTENIDO DE CÉLULAS ENDOCRINAS LIMITADO Y SIN LA NECESIDAD DE FRACCIONAMIENTO O PURIFICACIÓN DE LA POBLACIÓN DE PECTHE ABSENCE OF NOGINA PROVIDES PEC ENRICHED IN THE MULTIPOTENT PROGENITING SUB-POPULATION DOES NOT ENDOCRINE WITH LIMITED ENDOCRINE CELL CONTENT AND WITHOUT THE NEED OF FRACTIONATION OR PURIFICATION OF THE PEC POPULATION

Como se ha analizado anteriormente, se desea la producción de una población PEC (fase 4) que esté altamente enriquecida en la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina (CHGA-), pero relativamente repleta de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Dichas poblaciones celulares podrían, por ejemplo, ser útiles para detectar moléculas o condiciones que induzcan específicamente su diferenciación a las células del linaje endocrino. Los compuestos con esta actividad pueden ser útiles para aplicaciones de medicina regenerativa para generar células endocrinas, incluyendo células beta pancreáticas ya sea in vivo o ex vivo. Dado que se sabe que el fraccionamiento y la purificación de poblaciones celulares específicas a partir de mezclas de células más complejas conllevan una pérdidas de eficacia, debido a la muerte celular y por otras razones, es beneficioso poder crear poblaciones de células altamente enriquecidas en un fenotipo deseado a través de una diferenciación dirigida eficaz solo, sin la necesidad, por tanto, de etapas de purificación.As discussed above, the production of a PEC population (phase 4) that is highly enriched in the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-), but relatively replete with cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +), is desired. Such cell populations could, for example, be useful for detecting molecules or conditions that specifically induce their differentiation to endocrine lineage cells. Compounds with this activity may be useful for regenerative medicine applications to generate endocrine cells, including pancreatic beta cells either in vivo or ex vivo. Since it is known that fractionation and purification of specific cell populations from more complex cell mixtures lead to a loss of efficacy, due to cell death and for other reasons, it is beneficial to be able to create highly enriched cell populations in a phenotype desired through effective directed differentiation alone, without the need, therefore, of purification steps.

Se expandieron ESC humanas indiferenciadas y se diferenciaron esencialmente como se ha descrito anteriormente en la Tabla 17, Protocolo n.° 1 para las fases 1-4 y en Schulz et al. (2012) supra, excepto que durante los tres (3) días de la fase 3, se compararon 4 condiciones diferentes: (i) 0 nogina ("sin nogina") durante los 3 días; (ii) 1 día de Nogina a 50 ng/ml y 2 días sin Nogina adicional; (iii) 2 días de Nogina a 50 ng/ml y 1 día sin nogina adicional; e (iv) 3 días de Nogina a 50 ng/ml. Después de la fase 3, cada una de estas condiciones (i) a (iv) recibió el cóctel de medios de diferenciación convencional de fase 4 según la Tabla 8 y la Tabla 17, pero sin Nogina adicional. El análisis de citometría de flujo después de la fase 4 demostró que la Nogina produjo una subpoblación progenitora pancreática no endocrina multipotente superior al 90 % con menos del 5 % de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+). Véase la Tabla 17. Por otra parte, con cada día adicional de tratamiento con nogina, se produjeron menos subpoblaciones progenitores pancreáticas no endocrinas multipotentes (compárese un 90,6 % sin nogina con un 64,6 % con 3 días de tratamiento con nogina). Por el contrario, Cada día adicional de tratamiento con nogina aumentó los niveles de producción de células comprometidas con el linaje endocrino (CHGA+).Undifferentiated human ESCs were expanded and differentiated essentially as described above in Table 17, Protocol # 1 for phases 1-4 and in Schulz et al. (2012) supra, except that during the three (3) days of phase 3, 4 different conditions were compared: (i) 0 nogina ("no nogina") during the 3 days; (ii) 1 day of Nogina at 50 ng / ml and 2 days without additional Nogina; (iii) 2 days of Nogina at 50 ng / ml and 1 day without additional nogina; and (iv) 3 days of Nogina at 50 ng / ml. After phase 3, each of these conditions (i) to (iv) received the conventional phase 4 differentiation media cocktail according to Table 8 and Table 17, but without additional Nogina. Flow cytometry analysis after phase 4 showed that Nogina produced a multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation greater than 90% with less than 5% of cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +). See Table 17. On the other hand, with each additional day of treatment with nogina, fewer multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulations occurred (compare 90.6% without nogina with 64.6% with 3 days of treatment with nogina) . On the contrary, Each additional day of treatment with nogina increased the production levels of cells compromised with the endocrine lineage (CHGA +).

TABLA 18: Mayor duración de los efectos de la Nogina en subpoblaciones de células endocrinas a no endocrinas de PECTABLE 18: Longer duration of the effects of Nogina on subpopulations of endocrine to non-endocrine PEC cells

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El análisis de QPCR de los cultivos celulares después de la fase 4 (día 12) mostró que, con cada día adicional de tratamiento con Nogina, hubo un aumento en los niveles de expresión del marcador de linaje endocrino, incluyendo NKX2.2 e INS (FIG.31B y D), lo que coincide con los datos de la citometría de flujo de la Tabla 18. Por el contrario, el nivel de expresión de los genes marcadores para la subpoblación progenitora pancreática multipotente no endocrina, incluyendo NKX6.1 (y PDX1), fue relativamente abundante durante cualquier período de tiempo del tratamiento con nogina.The QPCR analysis of cell cultures after phase 4 (day 12) showed that, with each additional day of treatment with Nogina, there was an increase in the expression levels of the endocrine lineage marker, including NKX2.2 and INS ( FIG. 31B and D), which coincides with the flow cytometry data of Table 18. On the contrary, the level of expression of the marker genes for the multipotent non-endocrine pancreatic progenitor subpopulation, including NKX6.1 (and PDX1), was relatively abundant during any period of time of treatment with nogina.

Ejemplo 16Example 16

AGENTES QUE MODULAN LA EXPRESIÓN DE LOS GENES DE LINAJE PANCREÁTICO EN LA FASE 7AGENTS THAT MODULATE THE EXPRESSION OF PANCREATIC LINEAGE GENES IN PHASE 7

A continuación, se evaluó si había moduladores adicionales de la expresión génica del linaje pancreático. Se realizaron métodos de diferenciación esencialmente similares a los descritos en los Ejemplos 13 y 14 (es decir, AHW en la fase 3, AH en la fase 4, inhibidores de la gamma secretasa y de la rho-quinasa en la fase 5, Matrigel e inhibidor de la rhoquinasa en las fases 6 y 7). Además, se ensayaron otros agentes para determinar su capacidad para modular la expresión génica incluyendo BMP, Nogina, Fg F1, FGF2, FGF7, EGF, Hrg, HGF, SCF o TTNPB en los días 30-35, durante la fase 7. La expresión de ARN se analizó mediante Nanostring al final de una fase 7 (d35) ampliada. Las FIG.Next, it was evaluated whether there were additional modulators of the pancreatic lineage gene expression. Differentiation methods essentially similar to those described in Examples 13 and 14 (ie, AHW in phase 3, AH in phase 4, gamma secretase and rho-kinase inhibitors in phase 5, Matrigel e rhokinase inhibitor in phases 6 and 7). In addition, other agents were tested to determine their ability to modulate gene expression including BMP, Nogina, Fg F1, FGF2, FGF7, EGF, Hrg, HGF, SCF or TTNPB on days 30-35, during phase 7. Expression RNA was analyzed by Nanostring at the end of an extended phase 7 (d35). FIG.

32A-C muestran que la BMP aumenta la expresión de INS, PDX1 e ID1, Coincidiendo con los datos mostrados en la FIG. 24 y descritos en detalle en el Ejemplo 13. La BMP también disminuyó la expresión de GHRL. El FGF1 (FGF ácido) reguló al alza a GCG y SST. Sorprendentemente, el FGF2 en los días 30-35 de la fase 7 produjo un aumento significativo en la expresión de SST con la inhibición o supresión concomitante de los otros genes de hormonas (por ejemplo, INS, GCG, GHRL; FIG. 32B, panel SST).32A-C show that BMP increases the expression of INS, PDX1 and ID1, coinciding with the data shown in FIG. 24 and described in detail in Example 13. BMP also decreased GHRL expression. FGF1 (acidic FGF) upregulated GCG and SST. Surprisingly, FGF2 on days 30-35 of phase 7 produced a significant increase in the expression of SST with the concomitant inhibition or suppression of the other hormone genes (eg, INS, GCG, GHRL; FIG. 32B, panel SST).

Estos estudios demuestran que ciertos agentes todavía pueden modular y afectar a la expresión génica y, por lo tanto, la diferenciación del cultivo celular y el tipo de célula resultante de estas células más diferenciadas/comprometidas. These studies demonstrate that certain agents can still modulate and affect gene expression and, therefore, differentiation of cell culture and the resulting cell type of these more differentiated / compromised cells.

Ejemplo 17Example 17

LOS CULTIVOS CELULARES EN DISOCIACIÓN O REAGRAGACIÓN REDUCEN LAS SUBPOBLACIONES NO ENDOCRINAS (CHGA-) Y AUMENTA ADECUADAMENTE LAS SUBPOBLACIONES ENDOCRINAS (CHGA+) CELLULAR CROPS IN DISSOCIATION OR REAGRAGATION REDUCE NON-ENDOCRINE SUBPOBLATIONS (CHGA-) AND ADEQUATELY INCREASE ENDOCRINE SUBPOBLATIONS (CHGA +)

Anteriormente, se ha observado que la disociación y la agregación de cultivos celulares pueden agotar o reducir eficazmente la presencia de ciertas subpoblaciones de células cuando se vuelven a agregar y, como consecuencia, la reagregación se puede usar para enriquecer ciertas subpoblaciones de células. Se diseñaron estudios para determinar los efectos, si lo hubiera, de cultivos celulares reagregados con sus subpoblaciones enriquecidas, en este caso, subpoblaciones endocrinas (CHGA+). (véase el Ejemplo 14).Previously, it has been observed that dissociation and aggregation of cell cultures can effectively deplete or reduce the presence of certain subpopulations of cells when they are added again and, as a consequence, re-aggregation can be used to enrich certain subpopulations of cells. Studies were designed to determine the effects, if any, of cell cultures regrouped with their enriched subpopulations, in this case, endocrine subpopulations (CHGA +). (see Example 14).

Los métodos de diferenciación fueron esencialmente similares a los descritos en el Ejemplo 14, incluyendo la disociación y la reagregación de agregados celulares derivados de hES antes de la fase 7 (d20). La Figura 33A-C muestra el análisis de ARN después de la fase 7 (alrededor del d29) que demuestra que las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) disminuyeron significativamente en los cultivos celulares reagregados como lo demuestra el análisis de Nanostring usando una combinación de marcadores que incluyen PTF1A, SOX9, PDX1 y NKX6.1 (FIG.33A). La Figura 33B también muestra que la agregación dio como resultado un aumento en los marcadores de células de los islotes pancreáticos y endocrinas, incluyendo INS, GCG, polipéptido pancreático (PPY), GHRL, miembro 8 de la familia 30 de vehículos de solutos (SLC30A8), Glucosa-6-fosfatasa 2 (G6PC2), prohormona convertasa 1 (PCSK1) y glucoquinasa (GCK).The differentiation methods were essentially similar to those described in Example 14, including dissociation and reintegration of cellular aggregates derived from hES before phase 7 (d20). Figure 33A-C shows RNA analysis after phase 7 (around d29) showing that non-endocrine subpopulations (CHGA-) decreased significantly in regrouped cell cultures as evidenced by Nanostring analysis using a combination of markers which include PTF1A, SOX9, PDX1 and NKX6.1 (FIG. 33A). Figure 33B also shows that aggregation resulted in an increase in pancreatic and endocrine islet cell markers, including INS, GCG, pancreatic polypeptide (PPY), GHRL, member 8 of the solute vehicle family 30 (SLC30A8 ), Glucose-6-phosphatase 2 (G6PC2), prohormone convertase 1 (PCSK1) and glucokinase (GCK).

En solitario, estos marcadores se observan en otros tipos de células, por ejemplo, PTF1A también se expresa en células exocrinas, SOX9, en células ductales, PDX1 y NKX6.1, en células beta. Por tanto, los solicitantes obtuvieron datos de varios marcadores de PE, endocrinos y de islote como referencia para determinar la significancia de cualquier expresión de marcador. Asimismo, aunque se ensayaron cuatro marcadores de PE y no endocrinos (CHGA-) (PTF1A, s OX9, PDX1 y NKX6.1), solo las subpoblaciones de PTF1A y SOX9 se agotaron de los cultivos celulares reagregados al final de la fase 7 (alrededor del d25, d26, d27, d28, d29, d30 y más). Por el contrario, la expresión de PDX1 y NKX6.1, que también se observa en células beta y pancreáticas endocrinas, permaneció alta después de la fase 7. Véase el documento FIG. 33A.Alone, these markers are observed in other cell types, for example, PTF1A is also expressed in exocrine cells, SOX9, in ductal cells, PDX1 and NKX6.1, in beta cells. Therefore, the applicants obtained data from several PE, endocrine and islet markers as a reference to determine the significance of any marker expression. Likewise, although four PE and non-endocrine (CHGA-) markers (PTF1A, s OX9, PDX1 and NKX6.1) were tested, only subpopulations of PTF1A and SOX9 were depleted of cell cultures regrouped at the end of phase 7 ( around d25, d26, d27, d28, d29, d30 and more). In contrast, the expression of PDX1 and NKX6.1, which is also observed in endocrine beta and pancreatic cells, remained high after phase 7. See FIG. 33A.

De manera similar, otros marcadores endocrinos (por ejemplo, células beta y alfa) que incluyen SLC30A8, G6PC2, PCSK1 y GCK se observaron a niveles de expresión más altos en los cultivos celulares reagregados de d20 en comparación con aquellos cultivos que no fueron disociados y reagregados (o "no reag."). Véase el documento FIG.Similarly, other endocrine markers (for example, beta and alpha cells) that include SLC30A8, G6PC2, PCSK1 and GCK were observed at higher expression levels in d20 cell cultures re-compared compared to those cultures that were not dissociated and reunited (or "not reag."). See document FIG.

33C. SLC30A8, por ejemplo, es un transportador de cinc relacionado con la secreción de la insulina, y ciertos alelos de SL30A8 pueden aumentar el riesgo de desarrollar diabetes de tipo 2; La glucosa-6-fosfatasa 2 (G6PC2) es una enzima que se encuentra en los islotes pancreáticos; la prohormona convertasa 1 (PCSK1), junto con PCSK2, procesa la proinsulina a la insulina en los islotes pancreáticos; y, finalmente, la glucoquinasa (GCK) facilita la fosforilación de la glucosa a glucosa-6-fosfato y se expresa en las células del hígado, páncreas, intestino y cerebro, donde regula el metabolismo de los carbohidratos al actuar como un sensor de glucosa, desencadenando cambios en el metabolismo o la función celular en respuesta a niveles crecientes o decrecientes de glucosa, tal como ocurre después de una comida o en ayunas. Las mutaciones de GCK pueden causar formas inusuales de diabetes o hipoglucemia. El aumento de la expresión de estos marcadores en la fase 7 indica que la disociación y la reagregación de los cultivos celulares agotan o reducen de manera eficaz las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) y aumentan las subpoblaciones endocrinas (CHGA+). Por lo tanto, Los solicitantes ahora han perfeccionado aún más un método que produce células endocrinas adecuadamente especificadas in vitro para la función in vivo. 33C. SLC30A8, for example, is a zinc transporter related to insulin secretion, and certain SL30A8 alleles may increase the risk of developing type 2 diabetes; Glucose-6-phosphatase 2 (G6PC2) is an enzyme found in pancreatic islets; prohormone convertase 1 (PCSK1), together with PCSK2, processes insulin proinsulin in pancreatic islets; and, finally, glucokinase (GCK) facilitates phosphorylation of glucose to glucose-6-phosphate and is expressed in the cells of the liver, pancreas, intestine and brain, where it regulates carbohydrate metabolism by acting as a glucose sensor , triggering changes in cellular metabolism or function in response to increasing or decreasing glucose levels, such as occurs after a meal or fasting. GCK mutations can cause unusual forms of diabetes or hypoglycemia. Increasing the expression of these markers in phase 7 indicates that dissociation and reintegration of cell cultures effectively deplete or reduce non-endocrine subpopulations (CHGA-) and increase endocrine subpopulations (CHGA +). Therefore, Applicants have now perfected The further a method that produces endocrine cells in vitro properly specified for in vivo function.

El análisis de citometría de flujo de los cultivos celulares en las fases 1-7 también confirma que la disociación y la reagregación de los cultivos celulares como anteriormente aumenta las subpoblaciones endocrinas totales (enriquecimiento de células CHGA+) con la disminución concomitante de las subpoblaciones no endocrinas (CHGA)-o subpoblaciones de células de PE. Véase la siguiente Tabla 19.Flow cytometry analysis of cell cultures in phases 1-7 also confirms that dissociation and reintegration of cell cultures as previously increases total endocrine subpopulations (CHGA + cell enrichment) with concomitant decrease in non-endocrine subpopulations. (CHGA) -o subpopulations of PE cells. See the following Table 19.

Tabla 19: Los cultivos celulares reagregados aumentan las subpoblaciones endocrinas totales (CHGA+) y disminu en las sub oblaciones no endocrinas CHGA- des ués de la Fase 7Table 19: The re-aggregated cell cultures increase the total endocrine subpopulations (CHGA +) and decrease in the non-endocrine CHGA sub-oblations after Phase 7

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Hasta ahora, las células beta funcionales solo pueden diferenciarse a través de una fase de trasplante in vivo, y aún no se ha descrito una célula beta funcional auténtica completamente in vitro. Véase Zhou, et al. (2008), Nature 455, 627-632. Por lo tanto, por primera vez, los solicitantes han demostrado una población de células endocrinas (CHGA+) in vitro superior al 50 % que tiene menos del 10 % de células no endocrinas (CHIGA-) y que están debidamente especificadas. Asimismo, dichas células son capaces de desarrollarse y madurar en células beta funcionales auténticas e islotes in vivo; véase el siguiente Ejemplo 18. Until now, functional beta cells can only be differentiated through an in vivo transplant phase , and an authentic functional beta cell completely in vitro has not yet been described . See Zhou, et al. (2008), Nature 455, 627-632. Therefore, for the first time, applicants have demonstrated a population of endocrine cells (CHGA +) in vitro greater than 50% that have less than 10% non-endocrine cells (CHIGA-) and that are properly specified. Likewise, said cells are capable of developing and maturing in authentic functional beta cells and islets in vivo; See the following Example 18.

Ejemplo 18Example 18

PRODUCCIÓN DE INSULINA IN VIVO DESDE LAS SUBPOBLACIONES ENDOCRINAS (CHGA+) IN VIVO INSULIN PRODUCTION FROM ENDOCRINE SUB-POPULATIONS (CHGA +)

Como estudio de seguimiento del Ejemplo 17, se diseñaron estudios para determinar los efectos in vivo, si los hubiera, de cultivos celulares reagregados con sus subpoblaciones endocrinas enriquecidas (CHGA+).As a follow-up study of Example 17, studies were designed to determine the effects in vivo, if any, of cell cultures regrouped with their enriched endocrine subpopulations (CHGA +).

Se expandieron cultivos de células madre pluripotentes humanas y se diferenciaron de manera esencialmente similar a la descrita anteriormente en los Ejemplos 12-14 y 16 y en Schulz et al. (2012), supra, excepto que, aproximadamente al comienzo de la fase 7 (aproximadamente d20), los cultivos se agruparon y se separaron en 2 muestras: 1) los agregados celulares se disociaron y se volvieron a agregar ("cultivo celular reagregado"); y 2) los agregados celulares que no se disociaron y se volvieron a agregar (el control). Además, ambas muestras incluyeron además BMP, RA o un análogo de RA, TTNPB, y un inhibidor de la rho-quinasa y Matrigel al 0,05 % durante la fase 7 (cultivos de células de d20 a d28). Antes de que se trasplantaran las muestras, se tomaron muestras para el análisis de citometría de flujo y Nanostring (Tabla 19 anterior). La Tabla 19 muestra que el cultivo de células reagregadas a aproximadamente d29 contenía aproximadamente un 11 % más de subpoblaciones endocrinas (CHGA+) que el control. De manera importante, la muestra reagregada contenía un 9,25 % menos de células de tipo no endocrino (CHGA-) o PE (solo 1,45 %) que las muestras que no se volvieron a agregar.Cultures of human pluripotent stem cells were expanded and differentiated essentially similar to that described above in Examples 12-14 and 16 and in Schulz et al. (2012), supra, except that, approximately at the beginning of phase 7 (approximately d20), the cultures were grouped and separated into 2 samples: 1) the cell aggregates were dissociated and added again ("re-aggregated cell culture"); and 2) cell aggregates that were not dissociated and added again (the control). In addition, both samples also included BMP, RA or an analogue of RA, TTNPB, and a 0.05% rho-kinase and Matrigel inhibitor during phase 7 (cell cultures from d20 to d28). Before the samples were transplanted, samples were taken for flow cytometry and Nanostring analysis (Table 19 above). Table 19 shows that the culture of cells reacgregated at approximately d29 contained approximately 11% more endocrine subpopulations (CHGA +) than the control. Importantly, the re-aggregated sample contained 9.25% less non-endocrine (CHGA-) or PE cells (only 1.45%) than samples that were not added again.

Las dos muestras se cargaron por separado y se encapsularon en los dispositivos de administración de fármacos ENCAPTRA® EN20™ semipermeables, biocompatibles, del solicitante (un dispositivo de investigación del tamaño de un animal), y se trasplantaron por vía subcutánea esencialmente como se describe en el Ejemplo 10 anterior en un total de 10 ratones SCID Beige (5 animales recibieron un cultivo celular reagregado; 5 animales recibieron cultivos celulares de control).The two samples were loaded separately and encapsulated in the applicant's semipermeable, biocompatible, ENCAPTRA® EN20 ™ drug delivery devices (an animal-sized research device), and were transplanted subcutaneously essentially as described in Example 10 above in a total of 10 Beige SCID mice (5 animals received a reattached cell culture; 5 animals received control cell cultures).

La Figura 34 muestra tras 21 semanas del trasplante, o en la vida, los niveles séricos de péptidos C humanos en ayunas (la primera de las tres barras de la izquierda para cada animal), treinta minutos (30'; segunda barra) y una hora (60'; tercera barra) después de la administración de o la exposición a la glucosa. A las 21 semanas del implante, todos menos dos animales (Animal n.°. 4317 y 4323; uno de cada cohorte) produjeron niveles potentes de insulina según lo observado en su mayoría por encima de 932 a 2691 pM de péptido C en suero humano. Sin embargo, cuando se comparan los índices de estimulación entre los dos grupos (la diferencia entre el nivel sérico de péptido C a los 30' o a los 60' y el nivel de péptido C en suero en ayunas) no hubo diferencia significativa en la función in vivo entre los cultivos de células agregadas y las cohortes de control. Por tanto, si los cultivos o injertos trasplantados consistían en aproximadamente un 98 % de cultivos de células endocrinas/reagregadas CHGA+ o aproximadamente un 87 % de células endocrinas/CHGA+ (Control), ambos parecen tener una función in vivo. Por lo tanto, los solicitantes han demostrado por primera vez que una población de células endocrinas in vitro (CHGA+) (una célula endocrina adecuadamente especificada) puede dar lugar a células secretoras de insulina fisiológicamente funcionales cuando se implantan.Figure 34 shows after 21 weeks of transplantation, or in life, the fasting human C-peptide serum levels (the first of the three bars on the left for each animal), thirty minutes (30 '; second bar) and a hour (60 '; third bar) after administration of or exposure to glucose. At 21 weeks of the implant, all but two animals (Animal # 4317 and 4323; one in each cohort) produced potent insulin levels as observed mostly above 932 to 2691 pM C-peptide in human serum . However, when comparing the stimulation rates between the two groups (the difference between the serum level of C-peptide at 30 'or 60' and the level of fasting serum C-peptide) there was no significant difference in function. in vivo between aggregate cell cultures and control cohorts. Therefore, if the transplanted cultures or grafts consisted of approximately 98% of cultures of endocrine / re-aggregated CHGA + cells or approximately 87% of endocrine / CHGA + (Control) cells, both appear to have an in vivo function . Therefore, applicants have demonstrated for the first time that a population of in vitro endocrine cells (CHGA +) (a properly specified endocrine cell) can lead to physiologically functional insulin secreting cells when implanted.

Por lo tanto, por primera vez, los solicitantes han demostrado una población in vitro de células endocrinas adecuadamente especificadas, las cuales, cuando se trasplantan, se desarrollan y maduran hasta células funcionales de los islotes pancreáticos que secretan insulina en respuesta a la glucosa en sangre. Además, la función in vivo es similar a la descrita anteriormente por el solicitante de p Ec y publicada en Schulz et al. (2012), supra. Además, parece que siempre que las células endocrinas debidamente especificadas se hayan fabricado mediante los métodos descritos en el presente documento a través de las fases 1-7, el enriquecimiento adicional de células endocrinas (o el agotamiento de células no endocrinas) a través de la disociación y la agregación no es necesario o requerido para la función in vivo. Estos aspectos de la invención nunca se han demostrado hasta ahora. Hasta la fecha, los solicitantes y otros solo demostraron la función in vivo usando una población de células progenitoras pancreáticas, y no una población de células endocrinas. De hecho, como se describe en Kelly et al. (2011) supra, se muestra que las subpoblaciones endocrinas (CHGA+) de PEC o las preparaciones de células progenitoras pancreáticas no dieron lugar a la función in vivo.Therefore, for the first time, applicants have demonstrated an in vitro population of properly specified endocrine cells, which, when transplanted, develop and mature to functional cells of the pancreatic islets that secrete insulin in response to blood glucose . In addition, the in vivo function is similar to that described above by the applicant for p Ec and published in Schulz et al. (2012), supra. In addition, it appears that provided that properly specified endocrine cells have been manufactured by the methods described herein through phases 1-7, additional enrichment of endocrine cells (or depletion of non-endocrine cells) through Dissociation and aggregation is not necessary or required for in vivo function . These aspects of the invention have never been demonstrated so far. To date, applicants and others only demonstrated in vivo function using a pancreatic progenitor cell population, and not a population of endocrine cells. In fact, as described in Kelly et al. (2011) supra, it is shown that endocrine subpopulations (CHGA +) of PEC or pancreatic progenitor cell preparations did not give rise to function in vivo .

Ejemplo 19Example 19

MEDIOS DE BASES COMPLEJOS PARA EL CULTIVO DE CÉLULAS ENDOCRINASCOMPLEX BASED MEANS FOR THE GROWTH OF ENDOCRINE CELLS

Los medios de bases complejos, tales como CMRL y RMPI, se usan ampliamente para cultivar células de los islotes y preservar la masa de las células de los islotes. Los medios de CMRL suelen ser más complejos (más componentes o ingredientes) que RPMI. Además, tanto CMRL como RMPI son más complejos que DMEM, un medio de uso común y menos complejo para el cultivo celular. Por lo tanto, los solicitantes exploraron si dichos medios de base complejos serían beneficiosos para mantener las células endocrinas durante las últimas fases de la diferenciación, por ejemplo, fases 6 y 7.Complex base media, such as CMRL and RMPI, are widely used to grow islet cells and preserve the islet cell mass. CMRL media are usually more complex (more components or ingredients) than RPMI. In addition, both CMRL and RMPI are more complex than DMEM, a means of common use and less complex for cell culture. Therefore, applicants explored whether such complex base media would be beneficial for maintaining endocrine cells during the last stages of differentiation, for example, phases 6 and 7.

El trasplante de islotes requiere el cultivo y el injerto de islotes con una masa adecuada de células de los islotes y una toxicidad mínima. El cultivo de islotes a corto plazo se ha relacionado con la rápida degradación y la pérdida de viabilidad y el control de la glucosa. Véase, S. Matsumoto, et al. (2003), "A comparative evaluation of culture conditions for short-term maintenance (<24 hr.) of human islets isolated using the Edmonton protocol", Cell Tissue Banking, 4, pág. 85; y N.J.M. Londres, et al. (1998), "Isolation, Culture and Functional Evaluation of Islets of Langerhans", Diabetes & Metabolism, 23, 200-207. En 1978, un estudio de Andersson et al. (1978) comparó la eficacia de TCM, RPMI, CMRL, DMEM y Hams F10 para el cultivo de islotes de ratón. Véase Andersson A. (1978) "Isolated mouse pancreatic islets in culture: Effects of serum and different culture media on the insulin production of the islets", Diabetelogia, 14, 397­ 404. Los resultados de Andersson mostraron que F10 de Ham proporcionaba cultivos de islotes con el mayor contenido de insulina, pero que RMPI proporcionó cultivos con la mejor tasa de biosíntesis de la insulina; y que esto, posiblemente, se debía al alto nivel de glucosa y nicotinamida en los medios. Otros investigadores más, tales como Davalli et al. (1992) mostraron que TCM con adenosina fosfato y xantina eran mejores para el cultivo de islotes porcinos que CMRL y la RMPI. Véase Davalli, A.M. et al. (1992), "In vitro function of adult pig islets: Effect of culture in different media", Transplantation, 60, 854-860. Davalii et al. Sugirieron además que el alto nivel de glucosa encontrado en F10 y RMPI de Ham era posiblemente tóxico para los islotes porcinos. Por consiguiente, los islotes de diferentes especies pueden tener diferentes requisitos de cultivo, y no existe una fórmula adecuada para todas las células endocrinas y de islotes. Véase Andersson (1978), pág. 4 supra. Islet transplantation requires the cultivation and grafting of islets with an adequate mass of islet cells and minimal toxicity. Short-term islet culture has been linked to rapid degradation and loss of viability and glucose control. See, S. Matsumoto, et al. (2003), "A comparative evaluation of culture conditions for short-term maintenance (<24 hr.) of human islets isolated using the Edmonton protocol ", Cell Tissue Banking, 4, p. 85; and NJM London, et al. (1998)," Isolation, Culture and Functional Evaluation of Islets of Langerhans ", Diabetes & Metabolism, 23, 200-207. In 1978, a study by Andersson et al. (1978) compared the efficacy of TCM, RPMI, CMRL, DMEM and Hams F10 for the cultivation of mouse islets. See Andersson A. (1978) "Isolated mouse pancreatic islets in culture: Effects of serum and different culture media on the insulin production of the islets", Diabetelogia, 14, 397 404. Andersson's results showed that Ham's F10 provided cultures of islets with the highest insulin content, but that RMPI provided cultures with the best insulin biosynthesis rate, and that this was possibly due to the high level of glucose and nicotinamide in the media.More other researchers, such as Davalli et al. (1992) showed that TCM with adenosine phosphate and xanti na were better for the cultivation of porcine islets than CMRL and RMPI. See Davalli, AM et al. (1992), "In vitro function of adult pig islets: Effect of culture in different media", Transplantation, 60, 854-860. Davalii et al. They also suggested that the high glucose level found in Ham's F10 and RMPI was possibly toxic to porcine islets. Therefore, islets of different species may have different culture requirements, and there is no suitable formula for all endocrine and islet cells. See Andersson (1978), p. 4 above

La siguiente Tabla 20 describe solo aquellos componentes que se encuentran en los medios CMRL, RPMI y DMEM que varían entre cada uno de los tipos de medios, es decir, la Tabla 20 no enumera los componentes compartidos en los 3 tipos de medios base, si no que solo aparecen aquellos componentes que están contenidos en CMRL pero no en RPMI ni/o en DMEM. La Tabla 20 muestra que CMRL es el más complejo (el mayor número de componentes) y DMEM es el menos complejo (el menor número de componentes). S, indica la presencia de ese componente en ese medio base; y N, indica que el componente no está presente en los medios. En resumen, DMEM carece de aproximadamente 7 componentes (N, cajas sombreadas) que están presentes en CMRL y RPMI.The following Table 20 describes only those components found in the CMRL, RPMI and DMEM media that vary between each of the media types, that is, Table 20 does not list the shared components in the 3 base media types, if not that only those components that are contained in CMRL but not in RPMI or / or DMEM appear. Table 20 shows that CMRL is the most complex (the largest number of components) and DMEM is the least complex (the least number of components). S, indicates the presence of that component in that base medium; and N, indicates that the component is not present in the media. In summary, DMEM lacks approximately 7 components (N, shaded boxes) that are present in CMRL and RPMI.

Tabla 20: Com aración de medios de cultivo celular CMRL RPMI DMEM Table 20: CMRL RPMI DMEM cell culture media comparison

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(continuación)(continuation)

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Los métodos de preparación de cultivos de células endocrinas fueron esencialmente similares a los descritos anteriormente, excepto que, durante la fase 6 (d15), o la fase media 7 (d23), o la fase media 7 (d26), o las fases 6 y 7 (d15 a d25), se usaron medios base DMEM o CMRL. Además, algunos cultivos recibieron insulina como factor de crecimiento (IGF), nicotinamida (NC), glucosa (Glc) y/o un inhibidor de la rho-quinasa (Y-27632).The methods of preparing endocrine cell cultures were essentially similar to those described above, except that, during phase 6 (d15), or the middle phase 7 (d23), or the middle phase 7 (d26), or phases 6 and 7 (d15 to d25), DMEM or CMRL base media were used. In addition, some cultures received insulin such as growth factor (IGF), nicotinamide (NC), glucose (Glc) and / or a rho-kinase inhibitor (Y-27632).

En un experimento, las células de la fase 7, comenzando alrededor del d23, se cultivaron en medios base CMRL o DMEM con suplemento B27, Matrigel, BMP, IGF e Y-27632. El análisis de Nanostring de muestras d26 (fase 7) mostró que, en general, las células en fase 7 cultivadas en CMRL habían aumentado la expresión génica no específica de marcadores endocrinos tanto hormonales como pancreáticos en comparación con las células en la mismo fase cuando se cultivaron en DMEM. Véanse las FIG. 35A-C. Así pues, CMRL puede ser importante para el mantenimiento de las células endocrinas.In one experiment, phase 7 cells, beginning around d23, were cultured in CMRL or DMEM base media with supplement B27, Matrigel, BMP, IGF and Y-27632. Nanostring analysis of d26 samples (phase 7) showed that, in general, phase 7 cells cultured in CMRL had increased non-specific gene expression of both hormonal and pancreatic endocrine markers compared to cells in the same phase when they were They grew in DMEM. See FIG. 35A-C. Thus, CMRL may be important for the maintenance of endocrine cells.

Los estudios correspondientes también se realizaron usando RPMI en comparación con los medios basados en DMEM y en CMRL (datos no mostrados). Los medios CMRL y RMPI tuvieron efectos similares en los cultivos celulares, y ambos mejoraron con respecto al DMEM, por lo tanto, los componentes que no están presentes en DMEM y están presentes tanto en CMRL como en RPMI pueden ser importantes para el mantenimiento de las células endocrinas durante la fase 6 y/o 7, incluido el glutatión reducido, aminoácidos, hidroxil-L-prolina, L-prolina, ácido L-aspártico, ácido L-glutámico y vitaminas, biotina y ácido para-aminobenzoico.The corresponding studies were also performed using RPMI compared to DMEM and CMRL based media (data not shown). The CMRL and RMPI media had similar effects on cell cultures, and both improved with respect to DMEM, therefore, components that are not present in DMEM and are present in both CMRL and RPMI may be important for the maintenance of endocrine cells during phase 6 and / or 7, including reduced glutathione, amino acids, hydroxyl-L-proline, L-proline, L-aspartic acid, L-glutamic acid and vitamins, biotin and para-aminobenzoic acid.

Ejemplo 20Example 20

LA CRIOCONERVACIÓN NO REDUCE LOS NÚMEROS CELULARES ENDOCRINOSCRIOCONERVATION DOES NOT REDUCE ENDOCRINE CELL NUMBERS

Una terapia celular viable en el mercado requerirá una fabricación a mayor escala del producto celular y un medio para almacenar el producto a largo plazo según las necesidades demandadas por los pacientes. Por consiguiente, cualquier producto celular, ya sean las células solas o las encapsuladas, tal como el dispositivo de administración de fármacos ENCAPTRA®, puede necesitar ser crioconservado o tener otros medios para el almacenamiento a largo plazo sin efectos perjudiciales o tóxicos para las células; y sin afectar al efecto terapéutico de las células o, en este caso, a la producción in vivo de insulina en respuesta a la glucosa en sangre. Por lo tanto, los solicitantes investigaron si las células endocrinas crioconservadas en fase 7 mantienen su capacidad de desarrollarse y funcionar in vivo de manera similar a la observada para PEC recién preparadas (no crioconservadas) y crioconservadas como se describe en detalle en las patentes de EE. UU. n.° 8.278.106 y 8.425.928, ambas tituladas, "ENCAPSULATION OF PANCREATIC CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", emitidas el 2 de octubre de 2012 y el 23 de abril de 2013, respectivamente; y Solicitud de EE.UU. n.° 61/775.480, Titulada "CRYOPRESERVATION, HIBERNATION AND ROOM TERMPERATURE STORAGE OF ENCAPSULATED PANCREATIC ENDODERM CELL AGGREGATES", presentada el 7 de marzo de 2013, y Kroon et al (2008) supra. A viable cell therapy in the market will require a larger-scale manufacture of the cellular product and a means to store the product in the long term according to the needs demanded by the patients. Therefore, any cellular product, whether single or encapsulated cells, such as the ENCAPTRA® drug delivery device, may need to be cryopreserved or have other means for long-term storage without damaging or toxic effects to the cells; and without affecting the therapeutic effect of the cells or, in this case, the in vivo production of insulin in response to blood glucose. Therefore, applicants investigated whether phase 7 cryopreserved endocrine cells maintain their ability to develop and function in vivo in a manner similar to that observed for freshly prepared (non-cryopreserved) and cryopreserved PECs as described in detail in US Pat. . UU. No. 8,278,106 and 8,425,928, both entitled, "ENCAPSULATION OF PANCREATIC CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS", issued on October 2, 2012 and April 23, 2013, respectively; and US request No. 61 / 775,480, entitled "CRYOPRESERVATION, HIBERNATION AND ROOM TERMPERATURE STORAGE OF ENCAPSULATED PANCREATIC ENDODERM CELL AGGREGATES", filed on March 7, 2013, and Kroon et al (2008) supra.

Los métodos de preparación de cultivos de células endocrinas fueron esencialmente similares a los descritos anteriormente, excepto que los cultivos de células estaban todos en medios basados en CMRL durante la fase 7 y se dividieron en las siguientes muestras: 1) No disociada o reagregada, pero crioconservada aproximadamente el día 23 durante varias horas y luego descongelada y cultivada durante varios días en medio base de CMRL con suplemento de B27, BMP, TTNPB, y un inhibidor de la rho-quinasa (No reag./crioconservada); 2) No disociada o reagregada y no crioconservada (No reag./No crioconservada); y 3) Disociada y reagregada y no crioconservada (Reag./No crioconservada). Las 3 muestras anteriores se cultivaron en las mismas condiciones de los medios de la fase 7. Las muestras se analizaron mediante citometría de flujo el día 27. Véase la siguiente Tabla 21.The methods of preparing endocrine cell cultures were essentially similar to those described above, except that the cell cultures were all in CMRL-based media during phase 7 and were divided into the following samples: 1) Not dissociated or regrouped, but cryopreserved approximately on day 23 for several hours and then thawed and cultured for several days in CMRL base medium with supplement of B27, BMP, TTNPB, and a rho-kinase inhibitor (Not reag./cryopreserved); 2) Not dissociated or reintegrated and not cryopreserved (Not reag./ Not cryopreserved); and 3) Dissociated and reintegrated and not cryopreserved (Reag./Not cryopreserved). The above 3 samples were grown under the same conditions as the media of phase 7. The samples were analyzed by flow cytometry on day 27. See Table 21 below.

Tabla 21: Análisis de citometría de flujo de células endocrinas crioconservadas, recién preparadas y rea re adas de fase 7.Table 21: Flow cytometry analysis of cryopreserved endocrine cells, freshly prepared and reacted from phase 7.

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Basándose en el análisis de citometría de flujo de la Tabla 21, para aquellos cultivos que no fueron disociados o reagregados (muestras 1 y 2), la crioconservación de las células (muestra 2) no reduce el número total de células endocrinas (CHGA+) en comparación con las células recién preparadas (muestra 1) (88,57 frente a 89,97). Como era de esperar, la población endocrina total (CHGA+) es mayor en los cultivos que se han disociado y reagregado, y no crioconservado (92,85). Por lo tanto, la disociación y la reagregación afectan a los números de células endocrinas (CHGA+), como se ha descrito anteriormente en el Ejemplo 17, pero la crioconservación de los cultivos de la fase 7 no parece alterar la composición celular.Based on the flow cytometry analysis of Table 21, for those cultures that were not dissociated or rearranged (samples 1 and 2), the cryopreservation of the cells (sample 2) does not reduce the total number of endocrine cells (CHGA +) in comparison with freshly prepared cells (sample 1) (88.57 vs. 89.97). As expected, the total endocrine population (CHGA +) is higher in crops that have dissociated and regrouped, and not cryopreserved (92,85). Therefore, dissociation and reintegration affect endocrine cell numbers (CHGA +), as described above in Example 17, but cryopreservation of phase 7 cultures does not appear to alter cell composition.

Además, las muestras se analizaron usando inmunohistoquímica celular con tinción para NKX6.1, péptido C, INS y GCG. Véanse las FIG. 36A-B. Los agregados de células endocrinas (CHGA+) de la fase 7 (No reag./No crioconservada; muestra 2) mostraron expresión conjunta o tinción conjunta de NKX6.1 (nuclear) y péptido C (citoplasmática) (FIG. 36A-C). No se observó tinción conjunta en análisis similares de PEC de un protocolo de diferenciación de fase 4. Los cultivos celulares de la fase 7 también fueron principalmente hormonales, como puede observarse en la FIG. 36A-C, que muestra la tinción separada de células con INS (36A; citoplasmática) y GCG (36B; citoplásmica), es decir, la mayoría de las células individuales no expresaron conjuntamente INS y g Cg como se observa con las subpoblaciones endocrinas (CHGA+) de PEC de la fase 4. La FIG. 37 muestra fotomicrografías con patrones de tinción similares, pero de cultivos celulares que se habían disociado y reagregado al inicio de la fase 7. In addition, the samples were analyzed using cellular immunohistochemistry with staining for NKX6.1, C-peptide, INS and GCG. See FIG. 36A-B. Endocrine cell aggregates (CHGA +) of phase 7 (Non-reag./Not cryopreserved; sample 2) showed joint expression or joint staining of NKX6.1 (nuclear) and C-peptide (cytoplasmic) (FIG. 36A-C). No joint staining was observed in similar PEC analyzes of a phase 4 differentiation protocol. Phase 7 cell cultures were also mainly hormonal, as can be seen in FIG. 36A-C, which shows the separate staining of cells with INS (36A; cytoplasmic) and GCG (36B; cytoplasmic), that is, most of the individual cells did not jointly express INS and g Cg as observed with endocrine subpopulations (CHGA + ) of PEC of phase 4. FIG. 37 shows photomicrographs with similar staining patterns, but of cell cultures that had dissociated and regrouped at the beginning of phase 7.

La Figura 37 compara la función del injerto de los cultivos celulares 1 y 3 de la Tabla 20 anterior. El análisis de la función in vivo de los injertos de la fase 7 trasplantados de ambas cohortes de animales a las 12 semanas mostró que los cultivos que se habían crioconservado, pero que no se habían reagregado (muestra 1) tenían niveles de péptido C en suero similares 30 y 60 minutos después de la exposición a la glucosa en comparación con aquellos cultivos que no se habían crioconservado, pero que se habían reagregado (muestra 3). Estos niveles de péptido C son comparables a los observados para las semanas 10 y 15 en las Fig. 20 y 21 (por ejemplo, en la semana 15, el nivel medio de péptido C fue de 995 pM a los sesenta minutos después de la administración de glucosa). Por tanto, se espera y se anticipa que un análisis posterior mostrará que los niveles de péptido C aumentarán por encima de 1.000 pM a los 30 y/o 60 minutos, en la mayoría de los animales, de la estimulación con glucosa de manera similar a la descrita en el Ejemplo 18 y observada en la FIG. 34. De hecho, el animal n.° 4490, un injerto de la Muestra 1, tenían niveles de péptido C en suero a las 12 semanas que eran comparables a los del animal n.° 4320 del Ejemplo 18 (Figura 34) después de 21 semanas del implante.Figure 37 compares the graft function of cell cultures 1 and 3 of Table 20 above. Analysis of the in vivo function of the transplanted phase 7 grafts of both animal cohorts at 12 weeks showed that the cultures that had been cryopreserved but had not been regrouped (sample 1) had serum C-peptide levels similar 30 and 60 minutes after exposure to glucose compared to those cultures that had not been cryopreserved, but that had regrouped (sample 3). These levels of peptide C are comparable to those observed for weeks 10 and 15 in Fig. 20 and 21 (for example, at week 15, the average level of peptide C was 995 pM at sixty minutes after administration of glucose). Therefore, it is expected and anticipated that a subsequent analysis will show that C-peptide levels will increase above 1,000 pM at 30 and / or 60 minutes, in most animals, of glucose stimulation similar to that described in Example 18 and observed in FIG. 34. In fact, animal # 4490, a graft from Sample 1, had serum C-peptide levels at 12 weeks that were comparable to those of animal # 4320 of Example 18 (Figure 34) after 21 weeks of implant.

Por lo tanto, las células endocrinas de la fase 7 en crioconservación no parecen afectar a su función in vivo.Therefore, phase 7 endocrine cells in cryopreservation do not appear to affect their function in vivo .

Ejemplo 21Example 21

EL AUMENTO DE LAS CONCENTRACIONES DE GLUCOSA AFECTA A LA EXPRESIÓN DE HORMONASTHE INCREASE OF GLUCOSE CONCENTRATIONS AFFECTS THE EXPRESSION OF HORMONES

Los niveles de glucosa en las formulaciones de cultivos celulares varían de 1 g/l (5,5 mM) a 10 g/l (55 mM), y algunos medios tienen aproximadamente 5,5 mM de glucosa, lo que se aproxima a los niveles normales de azúcar en sangre in vivo. Los niveles de glucosa que se acercan a 10 mM son niveles prediabéticos, y aquellos por encima de 10 mM son análogos a una afección diabética. Dicho de otra manera, la glucosa por encima de 10 mM imita las condiciones hiperglucémicas in vivo. El alto nivel de glucosa puede causar, por ejemplo, modificaciones secundarias posteriores a la traducción, que incluyen la glicación, glioxidación y estrés carbonílico. Dado que los informes de los efectos del alto nivel de glucosa en diferentes tipos de células in vitro varían, los solicitantes buscaron estudiar los efectos del alto nivel de glucosa (es decir, 4,5 g/l o 24,98 mM de glucosa) en las células endocrinas en fase 6 y/o 7.Glucose levels in cell culture formulations vary from 1 g / l (5.5 mM) to 10 g / l (55 mM), and some media have approximately 5.5 mM glucose, which approximates normal blood sugar levels in vivo. Glucose levels that approach 10 mM are prediabetic levels, and those above 10 mM are analogous to a diabetic condition. In other words, glucose above 10 mM mimics hyperglycemic conditions in vivo. The high glucose level can cause, for example, secondary post-translational modifications, including glycation, glyoxidation and carbonyl stress. Since reports of the effects of high glucose levels on different cell types in vitro vary, applicants sought to study the effects of high glucose levels (i.e. 4.5 g / l or 24.98 mM glucose) on endocrine cells in phase 6 and / or 7.

La glucosa es un azúcar hexosa soluble que se añade a todos los medios de cultivo celular, incluyendo el Medio de Ames; Medio basal de Eagle (BME); Modificación de Fitton-Jackson del medio de BGJb; Medio de Click; medio CMRL-1066; medio Eagle modificado por Dulbecco (DMEM); DMEM/Mezcla de nutrientes de Ham F-12 (50:50); Modificación de F-12 de Coon; Medio de Fischer; Medio H-Y (Hybri-Max®); Medio de Dulbecco modificado por Iscove (IMDM); Medio Modificado 5A de McCoy; Medio MCDB; Medio 199; Medio Mínimo Esencial de Eagle (EMEM); Medio NCTC; Mezcla de nutrientes, F-10 de Ham; Mezcla de nutrientes, F-12 de Ham; Modificación de Kaighn de la Mezcla de nutrientes de Ham F-12 (F12K); RPMI-1640; Medio de hibridoma sin suero/sin proteínas; Medio MB de Waymouth; Medio E de Williams y varios medios patentados. El medio L-15 contiene galactosa en lugar de glucosa. Véase "Sigma-Aldrich Media Expert", disponible en Internet en sigmaaldrich.com/life-science/cell-culture/learning-center/mediaexpert/ glucose.html.Glucose is a soluble hexose sugar that is added to all cell culture media, including Ames Medium; Eagle Basal Medium (BME); Fitton-Jackson modification of the BGJb medium; Click medium; CMRL-1066 medium; Eagle medium modified by Dulbecco (DMEM); DMEM / Ham F-12 Nutrient Blend (50:50); Modification of Coon F-12; Fischer's medium; H-Y medium (Hybri-Max®); Dulbecco medium modified by Iscove (IMDM); McCoy Modified Medium 5A; MCDB medium; Medium 199; Eagle's Minimum Minimum Medium (EMEM); NCTC medium; Nutrient mixture, Ham F-10; Nutrient Blend, Ham F-12; Kaighn Modification of Ham F-12 Nutrient Blend (F12K); RPMI-1640; Hybridoma medium without serum / without proteins; Half Waymouth MB; Williams E medium and several patented media. The L-15 medium contains galactose instead of glucose. See "Sigma-Aldrich Media Expert", available online at sigmaaldrich.com/life-science/cell-culture/learning-center/mediaexpert/ glucose.html.

Los medios que contienen niveles de suplementos de glucosa superiores a 10 mM incluyen al menos DMEM/mezcla de nutrientes de Ham F-12 (50:50) que contiene 17,5 mM de glucosa; DMEM (alto nivel de glucosa), GMEM y IMDM contienen niveles de glucosa de 25 mM; y el medio HY (Hybri-Max®) y el medio de hibridoma sin suero/sin proteínas contienen 22,6 y 28,9 mM de glucosa, respectivamente. Véase "Sigma-Aldrich Media Expert", disponible en Internet en sigmaaldrich.com/life-science/cell-culture/learning-center/media-expert/glucose.html. Debido a que los diferentes medios de cultivo celular contienen niveles muy diferentes de glucosa, y los efectos de la glucosa en general varían de un sistema de cultivo celular al siguiente, se estudiaron los efectos del alto nivel de glucosa en las células endocrinas. Media containing glucose supplement levels greater than 10 mM include at least DMEM / Ham F-12 nutrient mixture (50:50) containing 17.5 mM glucose; DMEM (high glucose level), GMEM and IMDM contain glucose levels of 25 mM; and the HY medium (Hybri-Max®) and the hybridoma medium without serum / without proteins contain 22.6 and 28.9 mM glucose, respectively. See "Sigma-Aldrich Media Expert", available online at sigmaaldrich.com/life-science/cell-culture/learning-center/media-expert/glucose.html. Because the different cell culture media contain very different levels of glucose, and the effects of glucose in general vary from one cell culture system to the next, the effects of high glucose levels on endocrine cells were studied.

De nuevo, los métodos de preparación de cultivos de células endocrinas fueron esencialmente similares a los descritos anteriormente, excepto durante las fases 6 y/o 7, los cultivos celulares se trataron con medio base de CMRL con y sin alto contenido de glucosa (concentración de glucosa total 4,5 g/l, o 25 mM). Por tanto, esto es 3,5 g/l además de los 1.000 mg/l o 1 g/l (5,5 mM) de glucosa ya encontrados en los medios CMRL. Ambas condiciones con y sin glucosa exógena se trataron con los mismos factores de crecimiento, incluyendo nicotinamida, BMP, RA (o TTNPB) y, como alternativa, un inhibidor de la rho-quinasa y Matrigel. El análisis Nanostring mostró que, cuando se añadió un alto contenido de glucosa al inicio de la fase 6, al final de la fase 6 hubo una mayor expresión de INS, GCG y SST, y una disminución de la expresión de GHRL (FIG. 39A y B). Por lo tanto, el aumento de la glucosa exógena durante las fases 6 y 7, a excepción de Grelina, aumenta la expresión hormonal.Again, the methods of preparing endocrine cell cultures were essentially similar to those described above, except during phases 6 and / or 7, cell cultures were treated with CMRL base medium with and without high glucose content (concentration of total glucose 4.5 g / l, or 25 mM). Therefore, this is 3.5 g / l in addition to the 1,000 mg / l or 1 g / l (5.5 mM) glucose already found in CMRL media. Both conditions with and without exogenous glucose were treated with the same growth factors, including nicotinamide, BMP, RA (or TTNPB) and, alternatively, a rho-kinase and Matrigel inhibitor. Nanostring analysis showed that, when a high glucose content was added at the beginning of phase 6, at the end of phase 6 there was a higher expression of INS, GCG and SST, and a decrease in GHRL expression (FIG. 39A and B). Therefore, the increase in exogenous glucose during phases 6 and 7, with the exception of Ghrelin, increases hormonal expression.

Ejemplo 22Example 22

PRODUCCIÓN DE CÉLULAS BETA INMADURASIMMATURE BETA CELL PRODUCTION

Los Ejemplos 8-21 describen diversos métodos iterativos para la producción de células endocrinas in vitro, incluyendo el uso de alto nivel de Activina sola o combinada con Wnt y/o Heregulina en la fase 3; bajo nivel de Activina en la fase 4 sola o combinada con Heregulina; Nogina y un inhibidor de la gamma secretasa con o sin KGF, EGF y un inhibidor de la rho-quinasa en la fase 5; y una o más de los siguientes entre nicotinamida, ácido retinoico, BMP y Matrigel en las fases 6-7. Las poblaciones de células endocrinas producidas a partir de dichos métodos no son de una sola hormona (por ejemplo, Solo INS, solo GCG o solo SST); véase la FIG. 39), sino que también expresan conjuntamente otros marcadores de células endocrinas inmaduras, incluyendo NKX6.1 y PDX1.Examples 8-21 describe various iterative methods for the production of endocrine cells in vitro, including the use of high level of Activin alone or in combination with Wnt and / or Heregulin in phase 3; low level of Activin in phase 4 alone or in combination with Heregulin; Nogin and a gamma secretase inhibitor with or without KGF, EGF and a rho-kinase inhibitor in phase 5; and one or more of the following between nicotinamide, retinoic acid, BMP and Matrigel in phases 6-7. The populations of endocrine cells produced from such methods are not of a single hormone (for example, INS only, GCG only or SST only); see FIG. 39), but also jointly express other immature endocrine cell markers, including NKX6.1 and PDX1.

Se realizó un análisis de citometría de flujo en dos cultivos de fase 7 diferentes usando tinción con hormona INS, SST y GCG (conjunto de datos A y conjunto de datos B). El conjunto de datos (A) se realizó después de examinar varias iteraciones de las fases 1-7, y el otro conjunto de datos (B) se realizó antes en el tiempo, por ejemplo, en ausencia de nicotinamida, BMP, CMRL y similares. Véase la siguiente Tabla 22. La Tabla 22 muestra los porcentajes totales de la tinción positiva en INS, SST y GCG (véanse 5 columnas de la izquierda), la tinción negativa total en iNs , SST y GCG (véanse 5 columnas a la derecha) y la tinción de una sola hormona (véase la columna central). La tinción hormonal de estos dos conjuntos de datos (A y B) se compara con la obtenida a partir de cultivos de PEC en fase 4 que se habían mantenido en cultivo hasta aproximadamente el día 26.A flow cytometry analysis was performed on two different phase 7 cultures using INS, SST and GCG hormone staining (data set A and data set B). The data set (A) was performed after examining several iterations of phases 1-7, and the other data set (B) was performed earlier in time, for example, in the absence of nicotinamide, BMP, CMRL and the like . See the following Table 22. Table 22 shows the total percentages of positive staining in INS, SST and GCG (see 5 columns on the left), total negative staining on iNs, SST and GCG (see 5 columns on the right) and staining of a single hormone (see the central column). The hormonal staining of these two data sets (A and B) is compared with that obtained from PEC phase 4 cultures that had been maintained in culture until approximately day 26.

Tabla 22: Comparación de células que expresan hormonas de la Fase 7 y la Fase 4 (PEC) Table 22: Comparison of cells expressing Phase 7 and Phase 4 hormones (PEC)

Citometría de flujo de hormonas (A) de la Fase 7 (d27)Flow cytometry of hormones (A) of Phase 7 (d27)

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Citometría de flujo de hormonas (B) de Fase 7 (d29)Phase 7 hormone flow cytometry (B) (d29)

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(continuación)(continuation)

Citometría de flujo de hormonas (B) de Fase 7 (d29)Phase 7 hormone flow cytometry (B) (d29)

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Citometría de flujo de hormonas (PEC) en Fase 4 (d26)Hormone flow cytometry (PEC) in Phase 4 (d26)

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En general, la subpoblación positiva total en INS (la suma de células solo positivas para INS más positivas conjuntamente para INS/SST más positivas conjuntamente para INS/GCG más positivas conjuntamente para INS/SST/GCG) es tanto como el triple en los cultivos endocrinos en fase 7 en comparación con los cultivos de PEC en fase 4 (49,3 frente a 22,7 frente a 15,8). Por consiguiente, la subpoblación total de INS solo (sin expresión conjunta con SST o GCG) también es mayor para los cultivos endocrinos en fase 7 que para los cultivos de PEC en fase 4 (22,7 frente a 12,9 frente a 3,7). De manera importante, los cultivos en fase 7 tienen más células que solo expresan la hormona INS como porcentaje de la población total de INS (22,7/49,3 = 46 % en A y 12,7/22,7 = ~ 57 % en B) en comparación con los cultivos de PEC en fase 4 (3,7/15,8 = 23 %). Por consiguiente, parece que los cultivos de células endocrinas en fase 7 consisten en más células que expresan una sola hormona, particularmente, células que solo expresan INS, que los cultivos de PEC en fase 4. Y al menos los Ejemplos 18 y 20 demuestran que las células endocrinas en fase 7, aunque todavía son inmaduras, se desarrollan y maduran a islotes pancreáticos fisiológicamente funcionales capaces de secretar insulina en respuesta a la glucosa en sangre cuando se trasplantan; mientras que las subpoblaciones endocrinas (CHGA+) de los cultivos de PEC en fase 4 no son capaces de hacerlo in vivo. Para más información, véanse la FIG. 44 y 45 y los ejemplos anteriores.In general, the total positive subpopulation in INS (the sum of only positive cells for more positive INS together for more positive INS / SST together for more positive INS / GCG together for INS / SST / GCG) is as much as triple in cultures Endocrine in phase 7 compared to PEC cultures in phase 4 (49.3 vs. 22.7 vs. 15.8). Therefore, the total subpopulation of INS alone (without joint expression with SST or GCG) is also greater for phase 7 endocrine cultures than for phase 4 PEC cultures (22.7 versus 12.9 versus 3, 7). Importantly, phase 7 cultures have more cells that only express the INS hormone as a percentage of the total INS population (22.7 / 49.3 = 46% in A and 12.7 / 22.7 = ~ 57 % in B) compared to PEC cultures in phase 4 (3.7 / 15.8 = 23%). Therefore, it seems that phase 7 endocrine cell cultures consist of more cells that express a single hormone, particularly cells that only express INS, than phase 4 PEC cultures. And at least Examples 18 and 20 demonstrate that phase 7 endocrine cells, although still immature, develop and mature to physiologically functional pancreatic islets capable of secreting insulin in response to blood glucose when they are transplanted; while endocrine subpopulations (CHGA +) of phase 4 PEC cultures are not able to do so in vivo. For more information, see FIG. 44 and 45 and the previous examples.

Ejemplo 23Example 23

LAS CÉLULAS ENDOCRINAS (CHGA+) DE LA FASE 7 Y LA FASE 4 (PEC) SE DISTINGUEN ENTRE SÍ ENDOCRINE CELLS (CHGA +) OF PHASE 7 AND PHASE 4 (PEC) DISTINGUISHED BETWEEN YES

Aunque el análisis de los cultivos en fase 7 (células endocrinas adecuadamente especificadas) y en fase 4 (PEC) usan los mismos anticuerpos (por ejemplo, CHGA, INS, NKX6.1) para la tinción celular y los análisis, las subpoblaciones de células endocrinas (CHGA+) debidamente especificadas en fases 7 y 4 (PEC) no son iguales.Although the analysis of cultures in phase 7 (properly specified endocrine cells) and in phase 4 (PEC) use the same antibodies (for example, CHGA, INS, NKX6.1) for cell staining and analysis, cell subpopulations Endocrine (CHGA +) duly specified in phases 7 and 4 (PEC) are not equal.

Previamente, los solicitantes informaron que el origen de las células beta funcionales observadas después del trasplante de los cultivos de PEC en fase 4 se debía a células progenitoras pancreáticas o no endocrinas (CHGA-) y no a las células endocrinas primarias (CHGA+). Kelly et al. (2011), supra, demostraron que cuando los cultivos de PEC se enriquecieron (purificaron) en subpoblaciones endocrinas (CHGA+) y se trasplantaron, no dieron lugar a islotes pancreáticos funcionales ni a células beta en comparación con los cultivos de PEC no enriquecidos. Véase Kelly et al (2011), pág.3-4, La FIG. 4 y la Tabla 1 complementaria; Schulz et al. (2012) supra; y las patentes de EE.UU. n.° 7.534.608; 7.695.965; 7993920; y 8.278.106. Los ejemplos 17 y 18 y la Tabla 19 describieron un cultivo de células endocrinas (CHGA+) casi puras (98,2 %) en fase 7 que, cuando se trasplantó, dio como resultado un injerto funcional robusto in vivo (FIG. 34). En vista de los Ejemplos 17 y 18 y de otros resultados descritos en el presente documento, la población funcional de los cultivos en fase 7 son las células endocrinas (CHGA+) en fase 7 y no el porcentaje significativamente menor de células no endocrinas (CHGA-) (2,08 %). Esto está en contraste con los cultivos de PEC en fase 4, sobre el que el solicitante había informado en detalle en divulgaciones anteriores, en el que la función in vivo se atribuye a las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-). Por lo tanto, en general, las subpoblaciones endocrinas en fases 7 y 4 no son comparables ni iguales. Previously, applicants reported that the origin of functional beta cells observed after transplantation of PEC phase 4 cultures was due to pancreatic or non-endocrine progenitor cells (CHGA-) and not primary endocrine cells (CHGA +). Kelly et al. (2011), supra, showed that when PEC cultures were enriched (purified) in endocrine subpopulations (CHGA +) and transplanted, they did not give rise to functional pancreatic islets or beta cells compared to non-enriched PEC cultures. See Kelly et al (2011), page 3-4, FIG. 4 and the complementary Table 1; Schulz et al. (2012) supra; and U.S. patents No. 7,534,608; 7,695,965; 7993920; and 8,278,106. Examples 17 and 18 and Table 19 described a culture of almost pure endocrine cells (CHGA +) (98.2%) in phase 7 which, when transplanted, resulted in a robust functional graft in vivo (FIG. 34). In view of Examples 17 and 18 and other results described herein, the functional population of phase 7 cultures are endocrine cells (CHGA +) in phase 7 and not the significantly lower percentage of non-endocrine cells (CHGA- ) (2.08%). This is in contrast to the PEC phase 4 cultures, about which the applicant had reported in detail in previous disclosures, in which the in vivo function is attributed to the non-endocrine subpopulations (CHGA-). Therefore, in general, endocrine subpopulations in phases 7 and 4 are neither comparable nor equal.

La Tabla 23 muestra los datos de citometría de flujo que comparan la subpoblación endocrina total (CHGA+) y la no endocrina (CHGA-) en fase 7 (endocrina adecuadamente especificada) y fase 4 (PEC), y demuestra que las subpoblaciones no son equivalentes y que se distinguen entre sí. Por ejemplo, el porcentaje total de subpoblación CHGA+ fue significativamente mayor en los cultivos en fase 7 en comparación con los cultivos en fase 4 (85,2 frente a 39,4). Por consiguiente, el porcentaje total de la subpoblación CHGA- fue significativamente menor en los cultivos en fase 7 en comparación con los cultivos en fase 4 (14,8 frente a 60,1). Además, las verdaderas células endocrinas, por ejemplo, las células beta, no solo expresan CHGA+ sino que también expresan al menos INS y NKX6.1. Por lo tanto, una verdadera célula endocrina expresa CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positiva) y es capaz de funcionar in vivo. La Tabla 23 muestra que los cultivos en fase 7 tenían casi 5 veces más células CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positivas) que los cultivos en fase 4 (37,8 frente a 7,8); y aunque las subpoblaciones CHGA+/INS+/NKX6.1+ en fase 4 pueden aparecer correctamente especificadas, tal como se ha tratado anteriormente, estas subpoblaciones endocrinas en fase 4 no funcionan in vivo cuando se trasplantan, mientras que las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) en fase 4 maduran y funcionan in vivo. Por lo tanto, los solicitantes se refieren a las células endocrinas en fase 7 como "células endocrinas inmaduras" o "células beta inmaduras" y no como células progenitoras/precursoras endocrinas, ya que estas células están comprometidas evolutivamente para convertirse en células beta maduras in vivo. Table 23 shows the flow cytometry data comparing total endocrine subpopulation (CHGA +) and non-endocrine subpopulation (CHGA-) in phase 7 (properly specified endocrine) and phase 4 (PEC), and demonstrates that subpopulations are not equivalent and that distinguish each other. For example, the total percentage of CHGA + subpopulation was significantly higher in phase 7 crops compared to phase 4 crops (85.2 vs. 39.4). Therefore, the total percentage of the CHGA-subpopulation was significantly lower in phase 7 cultures compared to phase 4 cultures (14.8 vs. 60.1). In addition, true endocrine cells, for example, beta cells, not only express CHGA + but also express at least INS and NKX6.1. Therefore, a true endocrine cell expresses CHGA + / INS + / NKX6.1 + (triple positive) and is able to function in vivo. Table 23 shows that phase 7 cultures had almost 5 times more CHGA + / INS + / NKX6.1 + (triple positive) cells than phase 4 cultures (37.8 vs. 7.8); and although CHGA + / INS + / NKX6.1 + subpopulations in phase 4 may appear correctly specified, as discussed above, these endocrine subpopulations in phase 4 do not work in vivo when they are transplanted, while non-endocrine subpopulations (CHGA- ) in phase 4 they ripen and work in vivo. Therefore, applicants refer to phase 7 endocrine cells as "immature endocrine cells" or "immature beta cells" and not as endocrine progenitor / precursor cells, since these cells are evolutionarily compromised to become mature beta cells in alive.

Tabla 23: Comparación de células endocrinas (CHGA+) y no endocrinas (CHGA-) de las fases 7 y 4 (PEC) Table 23: Comparison of endocrine (CHGA +) and non-endocrine (CHGA-) cells of phases 7 and 4 (PEC)

Citometría de flujo de células endocrinas/no endocrinas en Fase 7Endocrine / non-endocrine cell flow cytometry in Phase 7

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Citometría de flujo de células endocrinas/no endocrinas en Fase 4Endocrine / non-endocrine cell flow cytometry in Phase 4

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Ejemplo 24Example 24

PURIFICACIÓN DE CÉLULAS ENDOCRINAS DE POBLACIONES DE CÉLULAS EN FASE 7 USANDO UN SENSOR DE CINCPURIFICATION OF ENDOCRINE CELLS OF CELL POPULATIONS IN PHASE 7 USING A CINC SENSOR

Las vesículas secretoras de células beta contienen altas concentraciones de cinc. El cinc se acumula en las vesículas al menos por la acción del transportador de cinc SLC30A8 (o ZnT8). Las sondas fluorescentes de unión al cinc se han usado para visualizar el cinc en las células al absorber y emitir más luz a longitudes de onda específicas cuando se unen con el cinc que sin el cinc. No obstante, los informes muestran que la mayoría de las sondas pueden no localizarse correctamente para detectar cinc dentro de las vesículas de células beta. Curiosamente, PyDPy1 (o Py1; Chemical Communications, 2011, 47: 7107-9) puede entrar en las vesículas, pero no se ha usado con células beta hasta la fecha. Py1 aumenta la intensidad de la fluorescencia x50-80 cuando se une a Zn2+. Por primera vez, los solicitantes han demostrado la producción de una célula endocrina o célula beta inmadura, población capaz de funcionar in vivo. Por lo tanto, es ventajoso contar con un medio para enriquecer aún más esta población para fines de análisis in vitro adicionales, para usar como herramienta de detección, o para proporcionar una población de células beta inmaduras enriquecida para el trasplante.Beta cell secretory vesicles contain high concentrations of zinc. Zinc accumulates in the vesicles at least by the action of the zinc transporter SLC30A8 (or ZnT8). Zinc-binding fluorescent probes have been used to visualize zinc in cells by absorbing and emitting more light at specific wavelengths when they bind with zinc than without zinc. However, reports show that most probes may not be located correctly to detect zinc within beta cell vesicles. Interestingly, PyDPy1 (or Py1; Chemical Communications, 2011, 47: 7107-9) can enter the vesicles, but has not been used with beta cells till the date. Py1 increases the intensity of fluorescence x50-80 when bound to Zn2 +. For the first time, applicants have demonstrated the production of an endocrine cell or immature beta cell, a population capable of functioning in vivo. Therefore, it is advantageous to have a means to further enrich this population for additional in vitro analysis purposes, to use as a screening tool, or to provide a population of immature enriched beta cells for transplantation.

Se trataron células endocrinas o células beta inmaduras en fase 7 con Py1, y las células se clasificaron mediante fluorescencia para determinar aquellas con alto contenido de cinc. Se volvió a suspender un sensor de cinc Py1 (personalizado sintetizado por ChemoGenics Biopharma, Research Triangle Park, NC) a 10 mM en DMSO y se diluyó en DPBS (-/-)/BSA al 0,25 % (tampón A) a concentración final 5 micromolar (solución de tinción). Se lavaron agregados de células en fase 7 diferenciados dos veces con DPBS (-/-) y se disociaron con Accumax. El Accumax se inactivó con la adición de medio base que contenía B-27. La suspensión celular resultante se filtró a través de una malla de 40 micrómetros, se centrifugó, se lavó en tampón A y se volvió a suspender en solución de tinción. La tinción se prosiguió durante 15 minutos, las células se centrifugaron, se lavaron en tampón A y se volvieron a suspender en tampón A para la clasificación. Las células se clasificaron mediante citometría de flujo en CMRL/FBS al 50 % a 4 °C. Tras la clasificación, las células se centrifugaron y se volvieron a suspender en tampón de aislamiento de ARN. Endocrine cells or immature beta cells in phase 7 were treated with Py1, and the cells were classified by fluorescence to determine those with high zinc content. A Py1 zinc sensor (customized synthesized by ChemoGenics Biopharma, Research Triangle Park, NC) was resuspended at 10 mM in DMSO and diluted in DPBS (- / -) / 0.25% BSA (buffer A) at concentration 5 micromolar end (staining solution). Aggregates of phase 7 cells differentiated were washed twice with DPBS (- / -) and dissociated with Accumax. Accumax was inactivated with the addition of base medium containing B-27. The resulting cell suspension was filtered through a 40 micron mesh, centrifuged, washed in buffer A and resuspended in staining solution. Staining was continued for 15 minutes, the cells were centrifuged, washed in buffer A and resuspended in buffer A for classification. Cells were classified by flow cytometry in 50% CMRL / FBS at 4 ° C. After classification, the cells were centrifuged and resuspended in RNA isolation buffer.

En los resultados mostrados en la FIG. 40, las células englobadas o seleccionadas por el polígono son células vivas que tienen una fluorescencia aumentada debido a la presencia de un sensor Py1 unido a cinc. Esta población de células se dividió en dos ventanas de análisis aproximadamente iguales y se clasificó en dos tubos, denominados brillante y oscura según su intensidad de fluorescencia. Se preparó ARN a partir de las células y se sometió a un análisis de Nanostring.In the results shown in FIG. 40, the cells encompassed or selected by the polygon are living cells that have increased fluorescence due to the presence of a Py1 sensor attached to zinc. This population of cells was divided into two approximately equal analysis windows and classified into two tubes, called bright and dark according to their fluorescence intensity. RNA was prepared from the cells and subjected to a Nanostring analysis.

Como se ve en las FIG. 42A-C, la población oscura se enriquece en los marcadores del linaje de células beta tales como INS, IAPP, PDX1, NKX6.1, PAX4, PCSK1, G6PC2, GCK y SLC30A8. Esto indica que las células beta o las células beta inmaduras se pueden purificar a partir de una población de células en fase 7 usando un sensor de cinc. Un experimento previo determinó que 630.000 unidades de ARNm de INS por Nanostring corresponden al aproximadamente 49 % de células positivas en INS por citometría de flujo (datos no mostrados). Por lo tanto, una población oscura purificada que tiene un valor de Nanostring para INS de 1.200.000, correspondería al aproximadamente 93 % de células positivas en INS (1.200.000/630.000 x 49 %).As seen in FIG. 42A-C, the dark population is enriched in markers of the beta cell lineage such as INS, IAPP, PDX1, NKX6.1, PAX4, PCSK1, G6PC2, GCK and SLC30A8. This indicates that beta cells or immature beta cells can be purified from a phase 7 cell population using a zinc sensor. A previous experiment determined that 630,000 units of INS mRNA per Nanostring correspond to approximately 49% of INS positive cells by flow cytometry (data not shown). Therefore, a purified dark population that has a Nanostring value for INS of 1,200,000 would correspond to approximately 93% of positive cells in INS (1,200,000 / 630,000 x 49%).

Por el contrario, la población clasificada como brillante se enriqueció con marcadores del linaje de células alfa tales como GCG, ARX y SLC30A8 (FIG. 41, 42, 43). Y de manera similar a las células beta, también se sabe que las células de glucagón absorben el cinc. Por tanto, se puede usar el sensor Py1 para unir el cinc en las células beta y de glucagón, pero separarse o clasificarse por sus diferentes niveles de fluorescencia.In contrast, the population classified as bright was enriched with markers of the alpha cell lineage such as GCG, ARX and SLC30A8 (FIG. 41, 42, 43). And similar to beta cells, glucagon cells are also known to absorb zinc. Therefore, the Py1 sensor can be used to bind zinc into beta and glucagon cells, but separated or classified by their different fluorescence levels.

Resumen de los métodos de preparación de cultivos de PEC (fases 1-4) y células endocrinas (fases 1-7) Summary of methods of preparation of PEC cultures (phases 1-4) and endocrine cells (phases 1-7)

En resumen, las invenciones descritas en el presente documento están dirigidas a al menos PEC y células endocrinas inmaduras y a métodos de fabricación de dichas células que comprenden al menos las fases 1-4 para la producción de PEC, y las fases 1-7 para la producción de células endocrinas. Las Figuras 43, 44 y 45 son diagramas que resumen ciertos aspectos de las composiciones celulares del solicitante y DE los métodos de producción descritos en el presente documento.In summary, the inventions described herein are directed to at least PEC and immature endocrine cells and methods of manufacturing said cells comprising at least phases 1-4 for the production of PEC, and phases 1-7 for endocrine cell production. Figures 43, 44 and 45 are diagrams summarizing certain aspects of the applicant's cellular compositions and DE the production methods described herein.

Los solicitantes han informado previamente que las subpoblaciones endocrinas (CHGA+) que siguen un protocolo de diferenciación en fase 4 no se convierten en células de islotes pancreáticos maduras y funcionales cuando se trasplantan in vivo. Véase el tipo de célula "EN" después de la fase 4 en la FIG.43 y 44. Estas subpoblaciones endocrinas (CHGA+) tuvieron una expresión temprana o prematura de NGN3 (expresión de NGN3 antes de la expresión conjunta de PDX1 y NKX6.1). Véase también Rukstalis et al. (2009), supra. Por el contrario, las subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) de PEC que no expresaron NGN3 se desarrollan y maduran en células endocrinas in vivo. Este retraso en la expresión de NGN3 hasta después de la maduración in vivo de subpoblaciones no endocrinas (CHGA-) de PEC se mostró en el Ejemplo 10 (FIG. 15-16) donde la combinación de Activina, Wnt y Heregulina reprimieron eficazmente NGN3 en comparación con el control, y el trasplante de este PEC en comparación con el control mejoró la función in vivo. Véanse las FIG. 15-16.Applicants have previously reported that endocrine subpopulations (CHGA +) that follow a phase 4 differentiation protocol do not become mature and functional pancreatic islet cells when they are transplanted in vivo. See cell type "EN" after phase 4 in FIG. 43 and 44. These endocrine subpopulations (CHGA +) had an early or premature expression of NGN3 (expression of NGN3 before joint expression of PDX1 and NKX6.1 ). See also Rukstalis et al. (2009), supra. In contrast, non-endocrine subpopulations (CHGA-) of PEC that did not express NGN3 develop and mature in endocrine cells in vivo. This delay in the expression of NGN3 until after in vivo maturation of non-endocrine subpopulations (CHGA-) of PEC was shown in Example 10 (FIG. 15-16) where the combination of Activin, Wnt and Heregulin effectively repressed NGN3 in comparison with the control, and the transplantation of this PEC compared with the control improved the function in vivo. See FIG. 15-16.

Los solicitantes intentaron obtener un cultivo celular endocrino adecuadamente especificado que fuera capaz de desarrollarse y madurar a los islotes pancreáticos in vivo y producir insulina en respuesta a niveles de glucosa en sangre similares a los observados en todos los casos con p Ec , específicamente la subpoblación no endocrina (CHGA-) de PEC. Con este fin, los solicitantes realizaron muchos experimentos iterativos para suprimir o inhibir la expresión de NGN3 en las fases 3 y 4. Los Ejemplos 8 a 11 describen en detalle el uso de Activina por el solicitante sola o en combinación con otros agentes tales como Wnt y Heregulina, y a diversas concentraciones, para afectar a la expresión o supresión de NGN3. La FIG. 44 también resume el efecto de la Activina en las fases 3 y 4.Applicants attempted to obtain a properly specified endocrine cell culture that was capable of developing and maturing pancreatic islets in vivo and producing insulin in response to blood glucose levels similar to those observed in all cases with p Ec, specifically subpopulation. endocrine (CHGA-) of PEC. To this end, applicants conducted many iterative experiments to suppress or inhibit the expression of NGN3 in phases 3 and 4. Examples 8 to 11 describe in detail the use of Activin by the applicant alone or in combination with other agents such as Wnt and Heregulin, and at various concentrations, to affect the expression or suppression of NGN3. FIG. 44 also summarizes the effect of Activin in phases 3 and 4.

Una vez que se demostró que la expresión de NGN3 podría retrasarse y que no afectaba a la función in vivo, los solicitantes investigaron métodos para inducir la expresión de marcadores endocrinos en fases posteriores a la formación de PEC (fase 4). Los Ejemplos 11-14 y 16-22 describen las numerosas iteraciones y los métodos empleados para optimizar las condiciones de cultivo para producir poblaciones endocrinas adecuadamente especificadas que pudieran dar lugar a una función in vivo. Específicamente, el solicitante usó un inhibidor de la gamma secretasa en fase 5 para inducir la expresión de NGN3 y la diferenciación endocrina. El solicitante usó reactivos tales como CMRL en las fases 6 y 7 para aumentar la expresión del marcador endocrino; BMP para aumentar INS y PDX1. Las Figuras 44 y 45 resumen y describen estos esfuerzos.Once it was demonstrated that the expression of NGN3 could be delayed and that it did not affect the function in vivo, the applicants investigated methods to induce the expression of endocrine markers in phases subsequent to the formation of PEC (phase 4). Examples 11-14 and 16-22 describe the numerous iterations and methods used to optimize culture conditions to produce properly specified endocrine populations that could give rise to an in vivo function . Specifically, the applicant used a phase 5 gamma secretase inhibitor to induce NGN3 expression and endocrine differentiation. The applicant used reagents such as CMRL in phases 6 and 7 to increase endocrine marker expression; BMP to increase INS and PDX1. Figures 44 and 45 summarize and describe these efforts.

Se apreciará que, inicialmente, se requiere el uso de múltiples metodologías para caracterizar e identificar células (por ejemplo, Q-PCR, ICC, análisis de citometría de flujo, Ensayos de péptido C y similares). Tras haberse caracterizado e identificado completamente dichas células en ciertas condiciones de cultivo de diferenciación de células, Normalmente se usaron la Q-PCR y el ARN multiplexado de Nanostring como métodos únicos para analizar si se había obtenido dicho tipo de célula.It will be appreciated that, initially, the use of multiple methodologies is required to characterize and identify cells (eg, Q-PCR, ICC, flow cytometry analysis, C-peptide assays and the like). After these cells have been fully characterized and identified under certain cell differentiation culture conditions, Q-PCR and Nanostring multiplexed RNA were normally used as unique methods to analyze whether such a cell type had been obtained.

Los métodos, las composiciones y los dispositivos descritos en el presente documento son actualmente representativos de realizaciones preferidas, y son ilustrativos y no pretenden ser limitaciones del alcance de la invención. A los expertos en la materia se les ocurrirán cambios y otros usos que están definidos por el alcance de la divulgación. Por consiguiente, será evidente para un experto en la materia que pueden realizarse sustituciones y modificaciones variables de la invención desvelada en el presente documento.The methods, compositions and devices described herein are currently representative of preferred embodiments, and are illustrative and are not intended to be limitations on the scope of the invention. Experts in the field will come up with changes and other uses that are defined by the scope of the disclosure. Accordingly, it will be apparent to one skilled in the art that variable substitutions and modifications of the invention disclosed herein may be made.

Como se usa en las siguientes reivindicaciones y en toda la presente divulgación, La expresión "que consiste esencialmente en" significa que incluye cualquier elemento enumerado después de la expresión y se limita a otros elementos que no interfieren ni contribuyen a la actividad o acción especificada en la divulgación de los elementos enumerados. Por lo tanto, la expresión "que consiste esencialmente en" indica que los elementos enumerados son necesarios u obligatorios, pero que otros elementos son opcionales y pueden o no estar presentes dependiendo de si afectan o no a la actividad o acción de los elementos enumerados. Asimismo, se apreciará que, en realizaciones en las que se mencionan valores numéricos, tales como cantidades, concentraciones, porcentajes, proporciones o intervalos, el valor al que se hace referencia puede ser "al menos aproximadamente" el valor numérico, "aproximadamente" el valor numérico o "al menos" el valor numérico. As used in the following claims and throughout this disclosure, the term "consisting essentially of" means that it includes any item listed after the expression and is limited to other items that do not interfere or contribute to the activity or action specified in the disclosure of the items listed. Therefore, the expression "consisting essentially of" indicates that the items listed are necessary or mandatory, but that other items are optional and may or may not be present depending on whether or not they affect the activity or action of the items listed. Likewise, it will be appreciated that, in embodiments in which numerical values are mentioned, such as quantities, concentrations, percentages, proportions or intervals, the referenced value may be "at least approximately" the numerical value, "approximately" the numerical value or "at least" the numerical value.

Claims (10)

REIVINDICACIONES 1. Un método para producir una célula beta inmadura humana unipotente que comprende: poner en contacto células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con un miembro de la superfamilia de TGFp y un miembro de la familia de Wnt, produciendo así una célula beta inmadura humana unipotente.1. A method of producing an unipotent human immature beta cell comprising: contacting cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a member of the TGFp superfamily and a member of the Wnt family, thus producing a human immature beta cell Unipotent 2. El método de la reivindicación 1, en el que dicha célula beta inmadura humana unipotente expresa INS, NKX6.1, y no expresa sustancialmente NGN3.2. The method of claim 1, wherein said unipotent human immature beta cell expresses INS, NKX6.1, and does not substantially express NGN3. 3. El método de la reivindicación 1, en el que dicha célula beta inmadura unipotente expresa INS, NKX6.1 y MAFB, y no expresa sustancialmente NGN3.3. The method of claim 1, wherein said unipotent immature beta cell expresses INS, NKX6.1 and MAFB, and does not substantially express NGN3. 4. El método de la reivindicación 1, que comprende además poner en contacto las células del linaje endodérmico definitivo humano in vitro con una Heregulina.4. The method of claim 1, further comprising contacting the cells of the definitive human endodermal lineage in vitro with a Heregulin. 5. El método de la reivindicación 1, en el que el miembro de la superfamilia de TGFp es Activina A.5. The method of claim 1, wherein the TGFp superfamily member is Activina A. 6. El método de la reivindicación 1, en el que el miembro de la familia de Wnt es Wnt3a.6. The method of claim 1, wherein the member of the Wnt family is Wnt3a. 7. El método de la reivindicación 4, en el que la Heregulina es Heregulina-1, Heregulina-2, Heregulina-3 o Heregulina-4.7. The method of claim 4, wherein the Heregulin is Heregulin-1, Heregulin-2, Heregulin-3 or Heregulin-4. 8. El método de la reivindicación 1, en el que las células del linaje endodérmico definitivo humano se ponen en contacto con al menos 50 ng/ml del miembro de la superfamilia de TGFp.8. The method of claim 1, wherein the cells of the definitive human endodermal lineage are contacted with at least 50 ng / ml of the TGFp superfamily member. 9. El método de la reivindicación 1, en el que las células del linaje endodérmico definitivo humano se ponen en contacto con al menos 25 ng/ml del miembro de la familia de Wnt.9. The method of claim 1, wherein the cells of the definitive human endodermal lineage are contacted with at least 25 ng / ml of the Wnt family member. 10. El método de la reivindicación 4, en el que las células del linaje endodérmico definitivo humano se ponen en contacto con 5-15 veces menos de Heregulina que el miembro de la superfamilia de TGFp y el miembro de la familia de Wnt. 10. The method of claim 4, wherein the cells of the definitive human endodermal lineage are contacted with 5-15 times less Heregulin than the TGFp superfamily member and the Wnt family member.
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